基于支链甘油二烷基甘油四醚的喀麦隆火山口湖中全新世以来气温重建及其对非洲低纬度气候研究的启示

为解决非洲低纬度地区在全球大陆温度重建中的代表性不足问题，研究人员利用喀麦隆火山口湖的沉积记录，评估了支链甘油二烷基甘油四醚(brGDGTs)温度指标的可靠性，并重建了中晚全新世气温变化。研究发现MBT′5Me可作为可靠的年均气温(MAAT)指标，并首次揭示了过去7000年中央非洲存在2.5°C的降温趋势，该结果与东非记录一致但超出模型预测，凸显了该区域气候研究的迫切性。

　　

非洲低纬度地区的气候变化研究长期面临数据匮乏的困境，尤其在温度重建领域，该区域在全球古气候数据库中严重 underrepresented。这种缺失不仅限制了对热带气候动态的理解，更阻碍了预测未来气候变化的能力。喀麦隆火山口湖的沉积记录为填补这一空白提供了独特窗口，但其温度代用指标的可靠性和环境干扰因素亟待验证。

德国马克斯普朗克生物地球化学研究所等机构的研究人员对喀麦隆11个湖泊的现代样品和Mbalang湖沉积岩芯展开系统研究。通过分析土壤流域、水柱颗粒物和表层沉积物中的GDGTs分布，验证了5-甲基brGDGTs的甲基化程度(MBT′_5Me)与年均气温的关联性，并重建了中晚全新世气温变化序列。相关成果发表于《Organic Geochemistry》，为中央非洲首例基于沉积记录的brGDGTs温度重建。

研究采用高效液相色谱质谱联用技术(HPLC-APCI-MS)分离检测GDGTs，通过加速溶剂萃取法(ASE)提取脂类化合物。对Mbalang湖6米长沉积岩芯(M4)进行年代学模型重建，采用SHCal20和postbomb NH3校准曲线进行放射性碳定年。现代样品采集涵盖不同海拔(3.7°N-11°N)的湖泊生态系统，测量包括水温、pH值、电导率等环境参数。

在"GDGT distributions in modern samples and Lake Mbalang down-core sediments"部分，研究发现brGDGTs在所有样品中占主导(45-98%)，其中四甲基化形式最丰富。沉积岩芯记录显示，四甲基化brGDGTs比例从7000年前的70%降至现代的40%，同时6-甲基异构体丰度随时间递增。

"GDGT proxy calculations"揭示MBT′_5Me与MAAT显著相关(R=0.92)。统计显示电导率是影响brGDGT组合的关键因素，而IR_6Me指标与pH的关联性较弱。Mbalang岩芯的BIT指数(0.7-0.9)表明陆源输入稳定，排除了有机质来源变化对温度重建的干扰。

"Mean annual air temperature reconstructions at Mbalang"部分对比三种校准方法：MBT′_5Me方程显示7000年来降温2.5°C，而包含6-甲基异构体的SFS和MLR方法分别显示5°C和4°C降温。研究者优选MBT′_5Me结果，因其核心温度趋势不受电导率/pH变化的显著影响。

讨论部分指出，该重建与东非记录一致但显著高于PMIP模型预测的-0.82°C异常。这种差异可能源于模型未充分考虑植被反馈和粉尘效应。研究强调，中非2.5°C的降温幅度与纬度无关，挑战了现有气候模型在热带地区的适用性。

这项研究不仅填补了中央非洲古温度数据的空白，更揭示了brGDGTs指标在热带湖泊应用的复杂性。电导率对6-甲基异构体的控制作用、以及pH对CBT′指标的影响机制，为未来低纬度古气候研究提供了重要方法论参考。随着GDGT色谱分离技术的进步，重新评估现有记录将有助于构建更准确的全球古温度数据集。