黄土研究揭开地球冰期之谜

						
 
本报讯 很难想象位于北纬7°左右的巴拿马地峡与北极冰盖的形成有什么关联。但是我校西部环境与气候变化研究院聂军胜教授团队与合作者通过黄土研究发现，第四纪北半球冰期的开始跟5到3百万年前巴拿马地峡形成所引起的亚洲季风的增强，以及随之造成的北太平洋海水盐度减小有紧密的联系。 
当前，国际上通过分析深海岩芯，运用地球化学指标对地球冰量和温度变化历史有了相对清晰的认识，但是大陆古气候研究还跟不上海洋研究的步伐。聂军胜教授认为，大陆古气候研究最主要的一个难点就是多数古气候指标受多重环境因素影响。近期，他以新颖的磁学参数从黄土记录中分离出气候的两个基本要素—温度和降水—的变化历史。 
为了构建能够分离温度和降水的新磁学指标，聂军胜教授科研团队和中国科学院地球环境研究所宋友桂研究员团队合作对分布在秦岭山脉以北到毛乌素沙漠以南的黄土高原表土样品进行了系统采集，样品覆盖甘肃、宁夏、陕西、山西、河南5个省区。对样品的综合分析导致对温度和降水有不同敏感度的两个磁学指标的发现。指标构建后，研究组把新指标应用到黄土高原中部沉积的晚中新世—上新世黄土 （又称红粘土）上，探讨了东亚温度和降水的变化规律。 
研究组发现东亚气候在约4.5百万年前发生了一次气候转型：之前，温度和降水变化趋势基本一致，即热湿或冷干；4.5百万年之后却呈现出变冷变湿的相反趋势。而4.5百万年左右全球一个最显著的事件就是巴拿马地峡东西两侧大西洋和太平洋海水盐度发生了分异，这次分异是由于南美大陆的向北漂移导致地峡两侧海水自由交换能力受限引起的。由于低纬度地区盛行的东北信风不断将大西洋水汽带入太平洋，地峡两侧海水交换受限制必然致使太平洋的海水盐度变小。由此他们确定了引起东亚气候转型和随后北极冰盖形成的最初诱因。 
聂军胜教授告诉记者：“我们研究的亮点就是发现巴拿马地峡形成诱发了一个以前没有报道过的海气正反馈机制，这个反馈机制是造成第四纪冰期的最直接原因。”而Na鄄ture旗下的ScientificReports杂志的审稿人也认为，科研团队对东亚气候和全球冰量的综合研究使我们首次从全新的视角理解北半球冰期的开始机制。 
众所周知，低盐度海水比高盐度海水易于结冰，因此太平洋海水盐度降低将造成北太平洋海冰形成和海水温度降低；从而造成北太平洋高压增强和夏季风强度增加。而夏季风像一个水泵一样能够将赤道太平洋水汽带向北太平洋，使得北太平洋盐度进一步降低和太平洋高压系统进一步加强，这就会进一步增强季风降水，形成一个海气正反馈系统。这个正反馈系 
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