250ka以来巴西东北部水文气候变化的石笋记录研究

The change of the mean position of the Intertropical Convergence Zone (ITCZ) is a critical climate phenomenon, which fundamentally affects hydroclimate in vast low latitude regions in both Hemispheres. Studying the history of ITCZ south-north displacement will be helpful to understand the relationship of climate change between south and north hemisphere and their possible mechanisms, it is also very important for the East Asian monsoon research. As previously revealed, the hydrological change in northeastern Brazil is very sensitive to ITCZ north-south displacement on both millennial and orbital timescales. We have collected speleothem sampless from TBV and TBR caves, northeast Brizal. On the basis of high-precisely U/Th dating, high-resolution stable isotope analyses and mineral analyses of the speleothems, we will establish high-precise and high-resolution speleothem isotope records over the last 250 ka, thus reconstruct the history of climate change in northeastern Brizal and ITCZ south-north displacement. Comparing with other paleoclimate records, we will systematically discuss the relationship between ITCZ displacement and global climate changes and its potential mechanisms, further specify the different precipitation patterns over tropical regions in South American on orbital scale and its control factors. The stalagmites from TBV and TBR cave are with clear growth layers. Combined with growth bands counting and U/Th dating methods, by comparing with the paleoclimate records derived from ice core and Asian monsoon stalagmites, we will investigate the characteristics of millennial-scale climate oscillation events during the last glaciation and its responding mechanisms to global climate change.

研究热带辐合带（ITCZ）位置南北摆动的演变历史可以更好地认识两半球之间气候变化的联系及其可能机制，对东亚季风研究也具有重要的启示意义。南美热带地区巴西东北部的水文气候变化敏感响应于ITCZ位置的移动。本项目将对该地区TBV和TBR洞穴的石笋样品进行高精度的U/Th定年、高分辨率的氧碳同位素测试和矿物学分析，首次重建250ka以来巴西东北部高精度高分辨率的气候演变历史，进而重建ITCZ位置南北摆动的变化历史（创新之处）。与两半球其他地质记录进行对比，将系统研究不同时间尺度上ITCZ位置移动与两半球气候变化之间的联系及其可能机制，进一步明确南美热带地区轨道尺度气候变化的区域差异及其影响因素。该洞穴石笋生长纹层清晰可见，结合微层计数和U/Th定年方法，并与两极冰芯记录、东亚季风区石笋记录等高分辨率地质记录进行对比，可详细研究巴西东北部末次冰期气候突变事件的精细内部结构及其响应机制（重要特色）。

研究热带辐合带（ITCZ）位置南北摆动的演变历史可以更好地认识两半球之间气候变化的联系及其可能机制，对东亚季风研究也具有重要的启示意义。南美热带地区巴西东北部的水文气候变化敏感响应于ITCZ位置的移动。本项目在巴西东北部TBV和TBR两个相邻洞穴内获得了宝贵的19支石笋样品，完成了所有石笋样品的矿物成分测试（50个XRD数据）、230Th定年（220个230Th年龄）、碳、氧稳定同位素测试（2800对碳、氧同位素）、微量元素扫描（2200个微量元素数据）、激光共聚焦扫描计数（500层）等测试分析工作。以上测试分析工作量已完成甚至超出了项目预期工作量。本项目建立了过去250ka以来巴西东北部干湿变化及其指示的ITCZ位置南、北摆动历史，进一步明确了影响该地区气候变化的影响因素及其全球联系。首次在巴西东北部发现了生长于新仙女木事件（简称YD事件）、Heinrich 2和Heinrich 3事件发生时期的石笋，这三个时段在Wang et al.(2004)《Nature》文章中没有被发现。这意味着需要重新认识这三个时期巴西东北部的气候变化及其影响因素。首次发现巴西东北部部分石笋生长于两次Heinrich事件之间的冰阶（尽管生长时间非常短暂），指示巴西东北部与巴西南部气候变化具有显著的区域差异，提出有可能是由于北半球冷事件导致的ITCZ南移和南半球夏季太阳辐射低值共同作用导致的。发现YD内部巴西东北部气候变干过程早于北半球高纬度地区回暖或变湿，认为可能是由于两极“跷跷板”（Bi-polar seesaw）机制引起的，该研究对Heinrich事件的触发和终止机制具有重要的启示意义。考虑到南美季风与亚洲季风在轨道-千年尺度上具有一一对应的反相位关系，但是年际-百年尺度上的关系尚不明确，本项目还深入研究了中国东南地区年际-百年际尺度上降水变化及其影响因素。本项目在过去250ka以来ITCZ位置南、北摆动历史及其影响因素、末次冰消期和末次冰期气候突变事件的高低纬驱动机制、东亚季风短尺度变率及其影响因素等几个方面取得了重要研究进展。

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