6600万年来天文定年的地球气候变化记录及其可预测性

 

气候变化的实质是热量在地球系统中的再分配过程，大气环流和大洋环流对热量的传输起了至关重要的作用，而地质时间尺度上水循环和碳循环的相互作用则是控制大气环流和大洋环流的关键过程。底栖有孔虫钙质壳体δ18O可反映海水的δ18O，受全球冰量和海水盐度控制，可指示冰盖生长或海平面升降（Shackleton et al., 1974），是地质时间尺度上水循环演变的良好指标。底栖有孔虫钙质壳体δ13C可反映海水的δ13C，大洋δ13C与海洋碳储库存在半定量关系，大洋δ13C变化0.31‰约相当于330-694 GtC的输入（Peterson et al., 2014），是地质时间尺度上碳循环的良好指标。CENOGRID气候标准曲线就是6600万年以来高分辨率的深海底栖有孔虫δ18O和δ13C记录，是该领域的最新研究成果。它表明在长时间尺度下，由水循环和碳循环相互作用造成的气候变化的因果关系是可以确定的。

 

新生代（6600万年前至今）是地球历史上最新的一个地质时代，生物界开始呈现现代生物分布格局，两极冰盖依次形成，构造尺度上全球气候逐渐变冷，而在地球轨道调控的太阳辐射驱动下，冰期旋回逐渐成为轨道尺度上气候演变的主旋律。近几十年来，古海洋和古气候学家一直梦想着通过重建新生代6600万年以来高分辨率（<5千年）、高质量、连续的深海底栖有孔虫氧、碳稳定同位素记录，揭示水循环和碳循环的演变历史及其相互作用，进而揭示新生代的气候演变规律，为准确预测未来气候变化奠定理论基础。依托国际大洋钻探计划，从深海获取高质量的沉积岩芯，是目前达到这一目的的唯一手段。

 

CENOGRID国际团队由德国不来梅大学海洋环境科学中心（MARUM）的托马斯·韦斯特霍尔德博士（Dr. Thomas Westerhold）和波茨坦气候研究所（PIK）的诺伯特·马尔万博士（Dr. Norbert Marwan）带领，全球21家实验室参加。同济大学海洋地质国家重点实验室田军教授是CENOGRID团队中来自亚洲的唯一代表。

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