本文關鍵詞：豫西中晚全新世環(huán)境變化的石筍記錄及現(xiàn)代洞穴碳同位素監(jiān)測研究

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【摘要】：當今世界,全球變暖、極端天氣事件的頻發(fā)會對人類的生活環(huán)境及生存造成極大的威脅,已經(jīng)不再僅僅是一個學科問題,而日漸成為當今人類社會最為關注的重大社會問題。對過去氣候變化的研究,是了解地球氣候系統(tǒng)變化規(guī)律的重要方法,也是對現(xiàn)在氣候變化研究乃至是對將來氣候變化預測的一個很好途徑。同時加強各種地質(zhì)記錄的現(xiàn)代監(jiān)測與模擬機制,加強對氣候變化驅動機制的研究,也有助于我們更好的理解地球演化的歷史及更好的預測未來氣候變化,對人類社會的和諧持續(xù)發(fā)展做出貢獻。全新世是與人類進化、人類文明形成最密切的時期,因此加強對這一時期古氣候的研究至關重要。各種地質(zhì)記錄研究顯示,全新世內(nèi)部氣候變化并不穩(wěn)定,存在多次波動。洞穴石筍因其分布范圍廣、受外界干擾小、代用指標豐富等特點,逐漸受到眾多學者的關注。不過近年來研究者多側重對石筍氧同位素的討論,石筍碳同位素因其受控因素較為復雜,一直存在許多爭議,因此必須通過現(xiàn)代洞穴監(jiān)測與區(qū)域研究對洞穴次生沉積物碳同位素的形成機理進行更全面更深入的解譯和論證。本文以洞穴沉積物記錄研究較少的我國北方河南西部欒川地區(qū)東石崖洞DSY1石筍為研究對象,利用石筍碳氧同位素記錄,初步探討了該地區(qū)中晚全新世氣候演化歷史。為了更好的理解巖溶洞穴碳同位素運移規(guī)律,同時為了更好的解譯洞穴次生沉積物形成機理,選取東石崖洞鄰近的雞冠洞為研究監(jiān)測基地,從2009年10月~2013年12月進行了4個完整水文年的以洞穴水中碳同位素(δ13CDIC)為主要監(jiān)測指標,以及洞穴現(xiàn)代沉積物的δ13C的分析,結合雞冠洞現(xiàn)代過程監(jiān)測和氣象數(shù)據(jù)分析,初步探討了在我國南北氣候交匯地區(qū),即:從亞熱帶向暖溫氣候帶過渡的敏感亞洲季風區(qū)域中巖溶洞穴系統(tǒng)碳同位素對于極端氣候事件的響應過程。得出以下結論:(1)利用豫西東石崖洞DSY1石筍測試所得的731個碳氧同位素數(shù)據(jù),重建了研究區(qū)中晚全新世的氣候變化歷史,對全新世“8.2ka BP事件”與“4.2ka BP事件”有比較好的響應。但DSY1石筍碳氧穩(wěn)定同位素在中晚全新世整體表現(xiàn)出不一致的變化趨勢,δ18O的變化類似于我國南方已有洞穴石筍的記錄,在6000a BP左右開始整體偏正,反映季風的一個減弱趨勢,表明豫西地區(qū)中晚全新世氧同位素的變化在千年尺度上和我國南方洞穴石筍氧同位素的響應機制相同,主要反映大洋水汽源的傳輸變化;而δ13C的變化在5000a BP左右才開始整體偏正,與我國北方多種地質(zhì)記錄反映的全新世氣候最溫暖濕潤的時期相一致,表明石筍碳同位素形成機理比較復雜,需要結合過去與現(xiàn)代過程的響應進行深入討論。(2)豫西雞冠洞洞穴滴水(LYXS)的δ13CDIC變化范圍為-6.6‰~-16.0‰,均值為-11.8‰。兩處池水(YZT、YCG)δ13CDIC值則呈現(xiàn)明顯的季節(jié)性周期變化,夏季值偏輕,冬季偏重。雞冠洞洞穴水δ13CDIC響應2009年10月~2010年10月El Ni?o與La Ni?a的轉換過程,此過程洞穴滴水δ13CDIC出現(xiàn)了最偏負的值,而最偏正值對應出現(xiàn)的時間為2013年6月,據(jù)氣象資料顯示,此時段欒川縣遭遇了百年不遇的大旱。研究區(qū)巖溶洞穴系統(tǒng)碳同位素對于極端氣候事件有較敏感的響應,進一步證實了洞穴沉積物的碳同位素在適當條件下是可以作為反映氣候變化的有效工具。(3)對豫西東石崖洞DSY1石筍δ13C進行譜分析,探討了石筍碳同位素的周期變化,發(fā)現(xiàn)石筍碳同位素記錄的主要周期有31a、32a、35a、38a、40a與56a,這些周期與我國旱澇史料記載分析周期基本一致,說明短尺度內(nèi)降水是影響石筍碳同位素形成的主要原因,結合現(xiàn)代洞穴監(jiān)測響應過程研究,在高分辨率石筍碳同位記錄重建中應考慮ENSO事件的影響;長尺度記錄小波分析指出東石崖洞石筍碳同位素記錄的全新世季風區(qū)內(nèi)存在一系列持續(xù)時間在1500±600a的冷暖旋回,表明在全新世中低緯季風的變化除了受控于太陽輻射之外,還受到北大西洋氣候變化的影響。
【學位授予單位】：西南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：P532;P597

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3 涂s，

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