8.3–2.9 ka BP东亚夏季风多世纪尺度变化及其与南极融水的遥相关机制研究

本文基于重庆洋口洞石笋YK1306的高精度U-Th定年与多指标（δ18O、δ13C和Mg/Ca）分析，重建了8.3–2.9 ka BP西南地区水文气候变化，揭示了东亚夏季风（EASM）区百年尺度气候变率的时空特征。研究发现西南地区水文变化存在约500年周期，并与北半球气候同步；南极融水通过调控大西洋经向翻转环流（AMOC）和热带辐合带（ITCZ），驱动了早期（8.3–6.5 ka BP）和晚期（4.8–2.9 ka BP）百年尺度气候变率的增强，提出了跨半球海气耦合作用调控亚洲夏季风（ASM）振荡的新机制。

　　

Highlight

本研究基于重庆洋口洞石笋YK1306的高精度U-Th定年与多指标（δ¹⁸O、δ¹³C和Mg/Ca）分析，重建了8.3–2.9 ka BP西南地区水文气候变化序列，揭示了东亚夏季风（EASM）区百年尺度气候变率的时空特征。多指标记录表明，西南地区水文变化存在显著的约500年周期，且6.5–4.8 ka BP期间EASM区气候相对稳定。百年尺度上，西南与华北水文变化具同步性。南极融水、热带辐合带（ITCZ）与西南水文记录均显示约500年周期。模拟表明，南大洋淡水输入通过增强半球间热力梯度与跨赤道气流，驱动ITCZ北移，进而通过调控大西洋经向翻转环流（AMOC）与ITCZ，加剧了8.3–6.5 ka BP和4.8–2.9 ka BP的百年尺度气候变率。本研究提出南北半球海气耦合作用驱动了亚洲夏季风（ASM）的百年尺度振荡，为区域水文生态演变及社会发展的百年尺度响应提供了新认识。

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Study area and stalagmite sample

研究石笋YK1306采集自重庆南川金佛山洋口洞。区域属亚热带季风气候，年均温15–18°C，年降水量1200–1400毫米。石笋长19.2厘米，沿生长轴具清晰纹层。

X-ray diffraction (XRD) analysis

为分析石笋矿物组成，沿生长轴按19、32、54、85、120、160及182毫米深度钻取7份粉末样品（每份约60毫克）。XRD分析采用西南大学TD3500010301衍射仪，铜靶（λ=1.5406 ?），扫描范围5–80°（2θ），步长0.02°。所有样品衍射峰均与方解石标准谱匹配，证实石笋纯由方解石构成。

Chronology and mineral of stalagmite YK1306

U-Th定年显示石笋²³⁸U浓度1502.5–25579.1 ppb，平均13104.5 ppb；²³²Th浓度低（平均37.8 ppt），²³⁰Th/²³²Th原子比均高于300，表明陆源污染可忽略。年龄模型基于14个U-Th年龄点构建，覆盖时段8.3–2.9 ka BP，平均定年误差±65年。

Multi-proxy comparison of stalagmite YK1306

高分辨率δ¹³C、δ¹⁸O与Mg/Ca记录在百年尺度上变化一致。δ¹⁸O反映季风降水与环流变化，δ¹³C与Mg/Ca指示区域水文环境演变。三者协同揭示西南地区水文气候的百年尺度振荡特征。

Conclusions

本研究基于洋口洞石笋多指标重建了8.3–2.9 ka BP西南水文变化，确认了约500年周期与南北半球气候的同步性。南极融水通过调控AMOC与ITCZ，是驱动ASM百年尺度变率的关键因子，深化了对跨半球海气相互作用机制的理解。