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全新世气候演化的过程、内部结构及驱动机制等问题一直是气候学家们研究的热点。特别是最近2000年的气候变化以及气候变化与人类文明的兴衰是否存在联系是人们争论的焦点,因此深入了解它的变化规律对于预测未来气候变化、指导社会生产具有重大的现实意义。作者从湖北省神农架犀牛洞采到三根分别长236mm(SN)、212mm(BF1)和230mm(BF4)的石笋。基于三支石笋21个230Th年龄、1940条清晰年纹层及828个δ18O数据,建立了近2000年来平均分辨率4~5a的δ18O时间序列。通过与其他同时段记录对比分析了东亚季风区不同地区气候演化的相似性和差异性。并初步探讨了人类文明的变迁与气候变化之间是否存在联系及存在怎样的联系,并探讨了气候驱动机制问题。
石笋SN21个230Th是用测年精度较高的MC-ICP-MS Neptune仪器测试完成,采样点密集且除个别年龄点外,误差均在十年以内。BF1结合230Th年龄和年层计数法定年,年层计数结果表明定年在测年误差范围之内。BF4利用230Th年龄内插法获得时标。三根石笋氧同位素交叉检验表明建立的时间标尺具有较高的精度。由于SN样品较其他两支样品分辨率高,本文以SN氧同位素曲线为重点讨论对象,BF1和BF4用于验证分析。
该记录显示,近两千多年来东亚夏季风强度总体呈逐步减弱趋势,并叠加数次数十年到百年尺度的振荡旋回,中世纪暖期及小冰期显示独特特征。石笋δ18O曲线与北半球(33°N)太阳辐射曲线一致,揭示了近2000a来亚洲季风变化主要受控于太阳辐射的变化。
通过与历史气候记录对比发现,汉朝和唐朝对应δ18O偏负即相对稳定的气候阶段,而三国、两晋、南北朝、宋朝及明朝均对应于正偏且波动较大的δ18O值,存在旱涝灾害频繁交替现象,说明朝代的兴衰更替在一定程度上和气候变化存在某种联系。