实验室姜兆霞教授团队博士生刘琬馨在国际地学TOP期刊《Quaternary Science Reviews》发表基于西北太平洋沉积物环境磁学记录重建亚洲内陆沙漠干湿演化的最新研究成果
发布人:丁文雁
发布时间:2026-08-23
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近日,国际地学领域TOP期刊《Quaternary Science Reviews》发表了题为“Asian interior humidity variations through the last glacial cycle: dominant effect of westerly jet displacement”的研究成果。该成果由中国海洋大学海底科学与探测技术教育部重点实验室姜兆霞教授团队及国内外合作者共同完成。刘琬馨博士生为论文第一作者,姜兆霞教授为论文通讯作者,李三忠教授、澳大利亚国立大学Andrew. P. Roberts 教授、中国科学院地质地球物理研究所孙春青副研究员等合作完成。
北半球西风带携带亚洲内陆风尘物质运输至中亚黄土区、中国黄土高原、日本海、北太平洋乃至格陵兰地区,在气候系统中起着重要的枢纽作用。风尘物质同样在铁施肥、生物地球化学循环等过程至关重要。探究风尘物质源—汇过程和西风带输运的内在机制对于理解全球气候变化具有重要意义。西北太平洋沉积的陆源风尘是记录晚更新世以来古气候变化的重要载体,记录了源区干湿气候变化和从源到汇到风尘循环过程的复杂信息,如何分离这些信号并解释西风带的演化机制目前仍有待进一步研究。
因此,本研究选取了来自西北太平洋深海盆地的B2钻孔进行了系统的岩石磁学和环境磁学分析(图1)。沉积物中的岩石磁学和地球化学测试结果表明,沉积物以塔克拉玛干沙漠为主要物源区。通过将相对古强度定年方法与火山灰年代学方法相结合,确定了钻孔的底界年龄为~78ka,解决了由于沉积物位于碳酸盐补偿深度以下,无法使用传统碳氧同位素定年的难题。

图1西北太平洋区域、B2及其他相关钻孔位置,以及西风带冷期扩张(a)和暖期收缩模式(b)示意图
一阶反转曲线(FORC)沿横轴的展布、IRM谱分析结果、以及漫反射光谱(DRS)二阶导数结果表明,沉积物中除陆源碎屑磁铁矿和生物磁铁矿外,还存在大量高矫顽力磁性矿物——赤铁矿和针铁矿,这两种矿物来源相对单一,性质较为稳定,不易受到沉积后成岩作用的影响,赤铁矿与针铁矿的比例可作为反映源区干湿变化的有效指标。基于漫反射光谱结果和主量元素CIA结果,研究团队重建了末次冰期塔克拉玛干沙漠干湿演化过程,该结果与塔克拉玛干沙漠的古湖泊记录,以及中亚地区其他沙漠和黄土记录具有良好的一致性,验证了该记录的可靠性。
研究结果表明,在轨道时间尺度上,岁差通过改变西风带南支的经向位移,从而影响塔克拉玛干沙漠的干湿状况。当岁差指数较低时,西风带整体呈收缩趋势,西风急流轴南支主要经过塔克拉玛干沙漠,从而带来更多的降水。在千年时间尺度上,西风带的移动还受到大西洋经向翻转环流(AMOC)变化的影响:Heinrich事件发生时,西风带扩张,急流轴南支向青藏高原方向移动,塔克拉玛干沙漠区域水汽输送减少,Dansgaard-Oeschger(D-O)事件则相反。此外,在MIS 4-3 过渡期以及末次冰消期这两个由冷转暖的时期,由于沙漠周围冰川的融化量增加,导致径流流量增多,增强了沙漠的湿润状态。研究结果强调,在末次冰期,西风带在不同时间尺度下的位移变化与区域融水事件共同影响塔克拉玛干沙漠干湿演化。

图2环境磁学重建的干湿记录与邻区西风带南北支位移记录以及西风带强度记录、AMOC记录、南极冰芯重建的全球温度变率记录对比
论文信息:Liu, W., Jiang, Z., Roberts, A. P., Sun, C., Li, S., Guan, Y., & Zhou, L. (2026). Asian interior humidity variations through the last glacial cycle: dominant effect of westerly jet displacement. Quaternary Science Reviews, 389, 110138.
文章链接:https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2026.110138





