晚渐新世-中中新世东亚低纬区降水演化历史及其全球影响

Along with global warming, extreme weather events become frequently in recently years. The future trend of climate had caught particular concerns. The similar greenhouse gas concentrations between Late Oligocene -middle Miocene and the future earth make it very significant to understand the ancient climate condition in order for the better predicting the future change under the warm period. The thorough study of inland drought had been done in the past years, the research of precipitation in low latitude is insufficient. IODP368 in the northern South China Sea provide a continuous long sequence for paleoclimate research. The leaf wax hydrocarbons is stable and their chain length change is controlled by climatic conditions. They are excellent carriers for tracing terrestrial sediments and climate change. This application aims to reconstruct the accumulation of terrestrial organic matter since late Oligocene to Miocene by extracting long-chain n-alkanes. These will help us to trace marine carbon burial and understand its mechanism on the global carbon cycle. At the same time, the precipitation history will be produced according to the variability of the alkane chain length, which will improve our knowledge on the evolution of Eastern Asian rainfall and its role on global climate change.

伴随全球变暖，极端气候事件频发。未来气候的变化趋势和影响尤受关注。晚渐新世到中中新世的温室气体浓度与模型预测情况相似，了解该阶段的古气候状况对理解未来暖期情况下的气候变化极具借鉴意义。以往对该阶段的内陆干旱化研究较为深入，相比而言，低纬区域降水研究明显不足。大洋钻探IODP368航次在南海北部获得的晚渐新世以来的深海沉积为古气候研究提供了难得的连续的长序列材料。植物叶蜡烃类分子结构稳定，其链长变化受气候状况控制，是追溯陆源沉积和气候变化的绝佳载体。本项申请拟通过提取沉积物中的长链正构烷烃系列化合物，重建晚渐新世-中中新世陆源有机质的堆积状况，追溯海洋碳埋藏及其对全球碳循环影响。同时利用烷烃链长变化重建该时期的降水变迁，与已有的内陆和全球记录对比，探讨亚洲季风降雨的演化规模、强度及其对全球气候变化的影响和机制，为有效气候模型的建立提供基础。

中新世是新生代全球气候变化过程中十分重要的时期,本研究利用南海IODP368航次获得的高质量沉积岩芯，借助有机地球化学分析手段对中中新世的古气候和古海洋学展开研究。研究表明,长链正构烷烃呈现陆地高等植物特有的奇偶碳碳优势特征,主要来源于华南地区。烷烃含量在16-13.5MaBP较低,表明中中新世气候最适宜阶段(MMCO)全球处于高温高海平面,源区与沉积区距离增加,导致陆源沉积减少,同时该阶段较高的沉积速率也会对陆源有机分子堆积有一定的稀释作用。而13MaBP之后不断增加的烷烃沉积可能与该阶段亚洲内陆的干旱加剧以及珠江口盆地的构造上升活动有关。长链正构烷烃碳链长度受气候环境调节,高温干旱将促进更多长链烷烃的合成,其链长指数主要反映了区域的干湿气候变化,17.5-14.5MaBP相对较低的烷烃链长指数表明该阶段相对湿润的气候,对应于中中新世气候最适宜时期,在随后的中中新世气候转型时期(MMCT),ACL、C31/C27等链长指标相继升高,指示了生态环境显著的降水减少。烷烃链长指数在12-13MaBP,以及10.5MaBP之后再次降低反映了区域又处于相对湿润阶段,与该区域的黑炭同位素记录有较高的对应关系,但有些记录指标中缺乏明显的变化,表明有机分子对气候变化的敏感。 .利用古菌类异戊二烯烃四醚膜脂iGDGTs建立的古温度指标TEX86指标,重建了18.5-10MaBP阶段南海北部高分辨率次表层海水温度。研究结果表明18.5-10MaBP阶段南海北部次表层水温的主要变化范围为25-21°C,高值对应于底栖有孔虫氧同位素负偏。本研究记录中最显著的变化是14MaBP降温幅度达5°C对应该阶段的中中新世气候转型(MMCT),可能与生物泵和全球风化加强有关。而随后的温度变化与全球中高位纬度的降温不同,低纬记录没有显著降温,推测受印尼海道在中新世期间的变化影响,在该时期从西太平洋向印度洋的暖水输送受阻,引发印尼海道东侧暖水堆积,从而进一步影响南海北部的海水温度。

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