倒数第二次冰期-间冰期转型中硅酸盐风化与亚洲季风演化的解耦关系研究

《Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology》：Decoupling of silicate weathering and Asian monsoon evolution during the penultimate glacial and interglacial

本文通过中国南方石笋锂同位素(δ7Li)记录，揭示了倒数第二次冰消期至间冰期（143-114 ka BP）硅酸盐风化过程与亚洲季风演化的解耦现象。研究发现弱季风区间（WMI）内风化作用增强主要受温度控制，而海洋同位素阶段（MIS）5e期间风化持续增强则受降水和温度共同驱动，表明硅酸盐风化对冰期-间冰期转型的响应机制比传统认知更为复杂。

　　

亮点

洞穴背景与样本

暗河洞穴位于中国贵州黔西市东北35公里处的二叠纪地层（Meng等，2022）。该洞穴仅有一个入口，延伸达10公里。洞穴顶部覆盖着50厘米厚的黄色残积土，该区域现代气候条件已有相关报道（Jiang等，2013；Jiang等，2017）。

研究地点属于典型的亚热带季风气候，夏季温暖多雨，冬季凉爽干燥。

年代学与年龄模型

结合Jiang等（2017）对HD13石笋最上部325毫米段（129.9-115.1 ka BP）已发表的²³⁰Th年龄数据，以及本次研究新增的5个²³⁰Th年龄，共获得16个年龄数据（2σ误差范围±0.39至±0.79 kyr）。采用改进的COPRA（基于年龄模型构建代理指标记录）方法建立了年龄模型（图2b），该模型与线性插值法结果无显著差异（图2b）。整个生长区间...

Li/Ca比率与δ⁷Li同位素作为古气候指标的评价

HD13石笋的Li/Ca记录显示，从144到115 ka BP期间呈现长期基线上升趋势，并在140-135 ka BP和131-123 ka BP出现两个明显的峰值群（图3c）。石笋Li/Ca与生长速率之间的相关性较低（r = -0.22, p = 0.07；图S1），表明洞穴模拟研究（Day等，2021）和方解石沉淀实验（Füger等，2022）中提到的生长速率效应在此案例中并不明显。Li/Ca变化与海洋同位素阶段（MIS）...

结论

本研究提供了中国西南部暗河洞穴石笋HD13在倒数第二次冰消期至间冰期期间的高分辨率锂同位素记录。基岩和土壤分析表明，石笋中溶解锂的主要来源是土壤硅酸盐矿物的溶解。我们的结果显示，硅酸盐风化在138-135 ka BP期间急剧减弱，这与海因里希事件11（HS 11）相关的弱季风区间（WMI）开始时间一致。随后，硅酸盐风化逐渐增强...