中全新世期间亚洲夏季季风的详细变化及其与高纬度北部的遥相关关系

《Quaternary Science Reviews》：Detailed Asian summer monsoon changes during the Mid Holocene and their teleconnections with the northern high latitudes

基于贵州 tiechang 洞穴钟乳石δ1?O和δ13C数据，重建了6.7-5.6ka BP亚洲夏季风记录，揭示6.5ka BP弱风事件与北冰洋海冰扩张、AMOC减弱及ENSO高频变异相关，并检测到60-80年周期性变化。

　　这项研究聚焦于全新世中期（大约8.2至4.2千年前）亚洲夏季季风的变化情况，特别是6.5千年前的显著减弱事件。通过对中国贵州地区 Tiechang 洞穴中的一块钟乳石进行铀系列测年和稳定同位素分析，研究团队获得了高分辨率的季风变化记录，为理解这一时期季风的动态及其与全球气候变化的关系提供了新的证据。

全新世是地球最近一次间冰期，通常被划分为三个主要阶段：早期全新世（约11.6至8.2千年前）、中期全新世（约8.2至4.2千年前）以及晚期全新世（约4.2千年前至工业革命）。中期全新世是一个气候相对温暖且稳定的时期，北半球夏季太阳辐射量较高，极地冰盖缩小至相对稳定的状态。然而，一些地质记录表明，这一时期也存在气候不稳定的现象，尤其是在亚洲季风区域，对季风变化的具体特征及其驱动机制仍存在争议。

研究团队从钟乳石中提取了六组铀测年数据和255组稳定同位素数据（δ1?O和δ13C），用于重建亚洲夏季季风的演变历史。这些数据覆盖的时间范围大约是6.7至5.6千年前，时间分辨率约为4年。通过分析这些数据，研究人员发现，在6.5千年前左右，钟乳石的δ1?O和δ13C值发生了显著的正偏移，表明当时季风强度有所减弱。这一事件在亚洲季风区域的其他地质记录中也得到了支持，说明其具有区域性的气候意义。

6.5千年前的弱季风事件与北冰洋区域的海冰扩张和海面温度下降密切相关。海冰的扩张抑制了北大西洋深层水的形成，从而削弱了大西洋经向翻转环流（AMOC）。AMOC的减弱进一步导致了整个北半球的广泛冷却，这可能对亚洲季风的减弱起到了关键作用。此外，这一时期也与厄尔尼诺南方涛动（ENSO）的较高频率变化相吻合，支持了ENSO与季风之间的关系在晚全新世时期的观察结果。

研究还发现，TC5钟乳石的δ1?O和δ13C记录中存在显著的60至80年的周期性变化，这可能反映了亚洲季风受大西洋多年代变化（AMV）的主要调控作用，以及太阳活动（如格莱斯伯格周期）的次级影响。这些周期性变化表明，即使在相对温暖的中期全新世，亚洲季风区域仍然存在多年代的气候波动，这些波动可能与北半球的气候变化密切相关。

此外，研究团队还对比了高分辨率的钟乳石记录和海洋沉积物记录，以更全面地理解6.5千年前事件的时空特征。在钟乳石记录中，这一事件表现为一个U型结构，而在海洋沉积物中，该时期则与海冰扩张和海面温度下降相一致。这种跨区域的气候信号表明，6.5千年前的弱季风事件不仅是亚洲季风区域的气候现象，也可能是全球气候系统变化的一部分。

研究还提到，其他地区的地质记录显示，中期全新世的气候对亚洲季风的变化极为敏感。例如，中国西南部的钟乳石、湖泊沉积物和泥炭等记录表明，该时期季风的减弱与多种气候过程有关，包括太阳活动、海气相互作用以及大气环流的重组。这些过程共同作用，导致了季风的波动和变化，同时也影响了区域的温度和降水模式。

进一步的分析表明，中期全新世的季风变化并非完全稳定，而是存在一定的不稳定性。例如，一些研究指出，在6千年前左右，中国北方的钟乳石记录显示了显著的季风减弱，这一事件与“中期仰韶冷期”相吻合，并且与海洋记录中的6.8千年前冷事件存在一定的对应关系。这些事件的出现表明，季风的变化可能受到多种因素的影响，包括太阳活动、海洋环流变化以及大气环流的调整。

此外，研究团队还探讨了季风变化的周期性特征。在TC5钟乳石的δ1?O和δ13C记录中，出现了60至80年的显著周期性变化。这种周期性可能反映了亚洲季风对大西洋多年代变化的响应，同时也可能受到太阳活动的间接影响。因此，研究不仅揭示了季风变化的具体特征，还为理解全球气候系统之间的相互作用提供了新的视角。

研究的成果对于评估未来全球变暖背景下可能的人类-环境相互作用具有重要意义。通过了解中期全新世的季风变化模式，科学家可以更好地预测在类似气候条件下，季风系统可能如何演变，以及这些变化对生态系统和人类活动的影响。此外，这些研究还为气候变化的机制提供了新的证据，帮助我们更深入地理解气候系统的复杂性。

总体而言，这项研究通过对贵州 Tiechang 洞穴中钟乳石的详细分析，揭示了中期全新世亚洲夏季季风的变化特征，特别是6.5千年前的显著减弱事件。这一事件不仅在亚洲季风区域的其他地质记录中得到了支持，还与北冰洋区域的海冰扩张和海面温度下降存在一定的关联。同时，研究还发现了季风变化的周期性特征，这些特征可能反映了全球气候系统之间的相互作用。这些发现为理解气候的不稳定性及其驱动机制提供了新的证据，同时也为评估未来全球变暖背景下可能的季风变化提供了重要的参考。