Nature Communications: 晚中新世至中上新世温暖期亚洲气候演化与动力过程
黄土高原的风尘沉积（包括第四纪黄土和新近纪红粘土）是上至2500万年“沧海桑田”和下至5000年文明长河的见证者，因其连续性好、年代准确且分布范围广泛而成为亚洲气候演化历史与全球变化研究的宝贵材料。最近，中国科学院地球环境研究所敖红研究团队联合国内外专家，通过黄土高原风成红粘土重建了晚中新世至中上新世温暖期东亚季风气候演化历史，并结合区域和海陆气候对比，揭示了该时期亚洲气候的变化特征、动力机制及其全球意义。
黄土高原东部石楼红粘土剖面发育了清晰的强（红色或深红色）弱（浅红色）古土壤旋回（图1）。研究团队通过高分辨率（~1–2千年）Rb/Sr、Al/Na和亮度记录重建了距今800–340万年前东亚夏季风降雨的轨道周期变化特征。结果显示，东亚夏季风降雨在晚中新世至中上新世具有显著的40万年和10万年周期（图2），与地球轨道的偏心率周期一致，而与该时期南极冰盖波动的4万年周期不同。根据地球气候的轨道驱动理论，偏心率调制的太阳辐射振幅变化可通过调解温度波动，进而驱动季风降雨呈40万年和10万年周期变化。
除了轨道尺度气候变化外，该研究还通过综合亚洲东西部的古气候记录揭示出亚洲季风区和内陆干旱区气候在中新世-上新世转型过程中呈不对称演化：东部季风湿润区变湿，内陆干旱区变干（图3）。海陆对比（图3）和气候模拟（图4）进一步表明，这一不对称演化是由中新世-上新世转型过程中的气候变暖引起的。
图 1 黄土高原石楼红粘土剖面野外照片
图2 晚中新世-中上新世黄土高原季风降雨的轨道周期变化特征
图3亚洲季风区和内陆干旱区气候在中新世-上新世转型过程中的不对称演化与全球变暖
图4 气候模拟全球变暖对亚洲季风区和内陆干旱区气候产生的不同影响
该研究不仅揭示了在离我们最近的地质温暖期轨道尺度东亚季风气候变化的动力过程，建立了亚洲季风区和内陆干旱区气候在中新世-上新世转型过程中的不对称演化与全球变暖的内在联系，而且为在全球加速变暖背景下亚洲气候未来的长期变化趋势预测提供了宝贵的科学参考。该研究成果11月26日在线发表于Nature Communications，受到中国科学院B类先导专项 (XDB40000000)、第二次青藏高原综合科学考察研究专项(2019QZKK0707)、中国科学院前沿科学项目(QYZDB-SSW-DQC021)、国家自然科学基金项目和科技部项目资助。
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