湖泊沉積揭示南亞季風北緣長江源區的古氣候變化
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2021-06-09 11:02
以青藏高原為主體的第三極是目前全球變暖最強烈的地區,也是未來全球氣候變化影響最不確定的地區。西風與印度季風兩大環流是控制青藏高原氣候與環境變化的決定性因素,位于兩大環流的過渡區域的環境變化對環流具有敏感響應。
長江源區處于現代南亞季風北緣,是受西風與季風協同影響的過渡地帶和內外流區的分界地帶,也是第二次青藏高原科考的江湖源核心區。各拉丹東冰川、多爾索洞錯-赤布張錯(大型湖泊)、沱沱河、扎加藏布(西藏最大內流河,色林錯北岸的補給河流)等重要水資源在這里聚匯。目前,該區域尚缺乏覆蓋萬年以上的連續環境記錄。
圖1 研究區概況
(a) 青藏高原環流形勢與研究區位置;(b) 長江源頭與赤布張錯流域。
針對上述問題和區域,絲路環境專項項目二中科院青藏高原所朱立平研究員帶領的湖泊與環境變化團隊利用赤布張錯湖泊巖芯沉積物重建了長江源區過去13000年的古氣候變化記錄,評估了南亞季風與中緯度西風之間過渡帶自晚冰期以來的古氣候變化特點以及環流效應??蒲腥藛T對取自該湖的一根548cm巖芯進行粒度、元素與碳酸鹽等多指標分析,結果表明長江源區晚冰期末期以來的氣候變化分為四個階段:(1)晚冰期(12.7-10.6 ka)相對寒冷;(2)早全新世(10.6-6.6 ka)暖濕;(3)中晚全新世(6.6-1.9 ka)溫涼偏冷和干燥;(4)最近的2000年出現變暖變濕的趨勢。
圖2 長江源區古氣候變化與古氣候指數
與其他區域的記錄相比,該區域具有與季風和西風帶非同步演化的過渡特征。長江源區有效濕度整體遵從南亞季風區的變化模式,即季風環流驅動了晚冰期以來的古氣候變化,主要受增強的夏季太陽輻射控制,但到中全新世,有效濕度受八月份的太陽輻射影響,碳酸鹽沉積增加。在中晚全新世,湖泊維持了中等水位,可能受到西風效應(冷空氣與降雪)和冰川融水疊加的影響。目前,該區域的氣候水文條件處于溫和偏濕的狀態,可能接近早全新世的晚期。
該研究有助于評估長江源區這一環境變化敏感區的水資源變化的未來發展趨勢,為中華水塔乃至三江源區生態環境評估及相關研究提供更多科學參考。研究成果以“Paleoclimate changes over the past 13,000 years recorded by Chibuzhang Co sediments in the source region of the Yangtze River, China”為題,近期發表在國際地學期刊《Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology》(全文鏈接如下:https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2021.110433)。文章的第一作者為中科院青藏高原所博士后陳浩,朱立平研究員為共同通訊作者。
此外,該研究也基于赤布張錯巖芯沉積年代學的已發表研究成果,相關論文詳見 “Temporal variability of 14C reservoir effects and sedimentological chronology analysis in lake sediments from Chibuzhang Co, North Tibet (China)”,2019年發表于國際年代學期刊《Quaternary Geochronology》(全文鏈接如下:https://doi.org/10.1016/j.quageo.2019.02.009)。
上述成果獲得中國科學院A類戰略性先導科技專項“泛第三極環境變化與綠色絲綢之路建設”(XDA20020100)、國家自然科學基金(41831177)、第二次青藏高原綜合科學考察研究專項(2019QZKK0202)及中國科學院野外觀測站聯盟(KFJ-SW-YW038)的聯合資助。