西安交大阐明葫芦洞石笋记录的末次冰期大气14C12C变化,EditSprings,艾德思



　　12月14日,<科学>杂志刊登了西安交通大学全球环境变化研究院程海教授等的最新研究成果——葫芦洞石笋记录的末次冰期大气 14 C/ 12 C变化(Atmospheric 14 C/ 12 C changes during the last glacial period from Hulu Cave).

　　该研究成果提供了一条高精度/分辨率和最长尺度的Δ 14 C变化记录,首次建立了过去万年以来高精度的 14 C和 230 Th年龄对应关系,是该领域具有里程碑意义的新进展.在 14 C年龄校正到绝对日历年龄方面,以及全球变化/考古/大气-海洋碳循环等研究领域具有重要意义;同时也大大提高了17年前就已经蜚声中外的葫芦洞石笋氧同位素记录的分辨率和 230 Th年代的精准度,为全球变化研究提供精准的过去万年以来的年代学标尺.

　　运用 14 C方式测年需要知道被测样品形成时大气或海洋的 14 C浓度(Δ 14 C:相对于1890年树木的 14 C),从而对 14 C年龄进行校正,被测样品 14 C年龄在未经过校正前尚不是样品形成的真实年龄.为此,国际上专门成立了国际工作组(International Calibration 1998/2004/2009和2013)来不断提高 14 C年代校正曲线的精度和准确度.目前,以树轮工作为主建立了约万年以来的高精度和高分辨率的 14 C年代校正曲线.但对于更老时段的 14 C年代校正仍存在较大不确定性.

　　本研究利用中国南京葫芦洞的两支石笋首次将石笋Δ 14 C记录拓展至过去万年,涵盖了 14 C测年方式的整个年龄范围.该记录位于International Calibration2013(IntCal13)所采用的基本数据变化范围的中间值附近,具有很高的可信度.对于老于30 ka BP的时段,新葫芦洞Δ 14 C记录与IntCal13有一定不同(见上图).本研究进一步证实了Δ 14 C的千年尺度变化主要受地磁场控制,例如两次著名的古地磁变弱事件(Mono Lake Excursion和Laschamp Event)均造成了Δ 14 C的异常高值.除此之外,研究者还发现千年尺度气候变化引起的碳循环变化也会影响Δ 14 C变化.研究认为,25-11 ka BP期间Δ 14 C值长期减小的变化趋势很可能与海洋通风逐渐增强有关,但这仍需要未来进行更加深入的研究.

　　程海教授是该论文的第一作者,西安交通大学为第一作者单位.该研究得到了中国国家自然科学基金/美国国家自然科学基金等项目资助以及全球环境变化研究院院级大型仪器设备共享平台的支持.

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