通过对四海龙湾玛珥湖纹层发育的沉积物进行年纹层的鉴别和层偶计数等纹层年代学研究,结合岩芯中陆生植物残留物的AMS14C年龄和火山灰年代学研究成果进行验证,建立四海龙湾玛珥湖末次冰消期以来独立的、完整而可靠的纹层年代学标尺;然后利用有机质(TOC、TN)含量、生物硅含量、粉尘石英通量等为主要的古气候变化替代性指标,重建四海龙湾玛珥湖记录的末次冰消期以来十年~百年尺度的高分辨率古气候变化序列,揭示出我国东北季风区古气候演变规律和气候事件的特征及历史,分析东亚季风区和其它地区的气候事件在时间和变化幅度等方面的异同,对影响气候变化的可能原因进行探讨,以增加我们对于气候变化机制的了解。本项目的研究结果不仅可以为理解全球末次冰消期以来的气候变化机制提供东亚大陆上以湖泊纹层年代学为独立时间标尺的高分辨率古气候记录证据,而且还是我国东北季风区高分辨率古气候记录研究的重要补充。
本项目首先根据四海龙湾玛珥湖年纹层发育的沉积物进行高精度的纹层年代学研究,并配合大量的AMS14C定年数据和137Cs、210Pb定年,建立了四海龙湾玛珥湖末次冰消期以来的高精度年代学标尺。在此基础之上,进行了大量古气候替代性指标的分析工作,包括物理指标(含水量、干密度),有机地球化学指标(TOC和TN含量、TOC/N比值、生物硅含量),元素地球化学指标(主元素、微量元素等)和同位素地球化学指标(有机碳同位素)等。据此,重建了四海龙湾玛珥湖末次冰消期以来高分辨率的古气候、古环境演化序列,揭示出末次冰消期内部存在暖湿的Bolling-Allerod间冰阶和冷干的Younger Dryas冰阶,其时间和幅度可与北大西洋地区的类似事件进行对比,显示了东亚季风区与北大西洋地区末次冰消期气候变化的遥相关。高分辨率的全新世气候变化记录显示,全新世早期的9800cal.aBP和7800cal.aBP左右东亚夏季风增强,表现为降水增多,但9500-8000cal.aBP、6400、4900、3700和2200cal.aBP左右夏季风降水明显减少。