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科研成果

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【海院科研进展】琼东海域陆架沉积记录的过去7000年气候变化及人类活动研究取得新进展

作者:来源: 阅读次数:次 日期:2021-06-18

自工业革命以来,随着生产力的变革和生产技术的提高,人类改造地表环境的能力不断增强,在改善人类生存空间的同时也引发了一系列生态环境问题。例如极端气候事件增加,重金属污染,土壤侵蚀退化,湖泊富营养化以及海洋酸化等。古气候学研究可以从历史的角度探讨这些生态环境问题。因此,古气候-人类活动-环境变化相互作用的重建工作不仅可以提供一个与现在进行比较的“基准”,而且有助于我们采取科学合理的举措促进生态环境的可持续性发展。此外,全球变暖的背景下,极端气候事件变得越来越频发,对我们生产和生活产生巨大影响。纵观地球历史,最近1万年以来发生了数次全球性的气候突变事件。这些气候突变事件严重影响了农业和史前人类社会的发展,给人类带来了灾难性的后果。因此,探究过去气候突变事件及其可能的驱动机制对我们应对未来极端气候事件具有重要指导意义。

我院海洋地质团队成员黄超博士利用采自琼东海域大陆架GH6岩芯(图1),通过AMS14C测年建立岩芯的年龄–深度模式,进而开展高分辨的过去7000年气候演化与人类活动影响的重建工作。结果发现,在5400-4900calyrBP期间琼东地区发生了一次显著地气候突变事件,这与季风区其他研究发现的弱季风事件一致。该弱季风事件刚好与减弱的太阳活动、较强的ENSO活动以及北大西洋冰伐事件发生的时间吻合(图2),表明太阳活动可以通过影响ENSO系统和北大西洋对亚洲夏季风产生重要影响。近1500年以来,GH6岩芯记录的化学风化和陆源输入逐渐增强,且岩芯沉积物中的低频和频率磁化率大幅度增加,金属元素Cu和Pb的含量也迅速增加(图3)。这些岩芯沉积记录的增加趋势与海南岛的开发历史基本一致。然而,亚洲季风区多种地质载体的研究结果发现,夏季风在近1500年呈现整体减弱的变化(图3)。我们推测,由于人口的增加、农业生产的发展以及采矿冶炼活动的扩张,引起土壤侵蚀的增强和金属元素含量(Cu和Pb)的增加,进而导致陆源输入到近海陆架上沉积物的增加。因此,近1500年以来,琼东地区逐渐增强的人类活动取代了自然气候条件成为地表环境改造的主要控制力量。

图1研究区位图

图2GH6岩芯记录与太阳活动指标(b和c)、北大西洋冰伐事件(d)以及ENSO活动指标(e)对比分析

图3GH6岩芯记录(e-h)与温度记录(a和b)、季风区降水记录(c和d)对比分析

上述成果发表在国际学术期刊Frontiers in Earth Science上。广东海洋大学黄超博士为第一作者,陈法锦教授为通讯作者,与团队成员孔德明副教授以及中国科学院广州地球化学研究所胡建芳研究员共同完成。

论文链接:

Huang C, Kong D, Chen F, Hu J,Wang P and Lin J (2021) Multi-ProxyReconstructions of Climate Changeand Human Impacts Over the Past7000 Years From an Archive ofContinental Shelf Sediments offEastern Hainan Island, China.Front. Earth Sci. 9:663634.doi: 10.3389/feart.2021.663634