华南玛珥湖高精度碳十四定年与碳库效应研究：揭示37ka以来古气候记录的关键年代框架

本研究针对热带-亚热带华南地区玛珥湖沉积物碳库效应不明确导致高精度年代学缺失的问题，通过系统分析天洋（TY）玛珥湖不同粒径组分与植物残体的碳十四年龄差异，首次量化了该湖623cm以下层位700年的可变碳库效应，结合贝叶斯年龄-深度模型构建了37ka以来平均不确定度仅357年的高分辨率年代框架，为区域古气候重建提供了可靠标尺。

　　

在探索地球气候演变的拼图中，热带-亚热带地区始终是缺失的关键板块。亚洲季风系统与热带辐合带（ITCZ）的相互作用，使得华南成为同时接收大陆与海洋气候信号的独特区域。然而，该地区高分辨率古气候记录的匮乏，尤其是湖泊沉积物碳库效应（指水体中"老碳"导致放射性碳年龄偏大的现象）的不确定性，严重阻碍了对区域气候驱动机制的深入理解。玛珥湖因其封闭形态和简单水文系统被视为古气候研究的理想载体，但热带-亚热带玛珥湖中陆生植物残体的稀缺，迫使研究者不得不依赖可能存在年龄偏差的沉积物全样（bulk samples）进行定年，这就像试图用走不准的钟表来校准历史事件的时间线。

针对这一科学难题，南京大学等机构的研究团队选取华南雷州半岛天洋（TY）玛珥湖的钻孔岩芯，展开了一场跨越37ka（千年）的"时间侦探"工作。通过对比不同粒径组分（>63μm、63-38μm、38-20μm、<20μm）与植物残体的碳十四年龄，研究人员发现全样年龄最接近陆生植物标准，且在623cm（30.95ka）以上碳库效应可忽略不计，而在623-747cm（30.95-37.15ka）区间碳库年龄逐渐增至约700年。这一发现解开了热带玛珥湖定年的关键谜团：当沉积速率降低至5.6cm/ka且海平面上升导致地下水增强的海洋同位素阶段3（MIS3）时期，碳在湖中的平均滞留时间延长，形成了可测量的碳库效应。经过校正后建立的贝叶斯年龄-深度模型，最终实现了平均不确定度仅357年的高精度年代框架，相关成果发表在《Quaternary Geochronology》。

关键技术方法包括：1）对不同粒径组分和植物残体进行酸-碱-酸（AAA）前处理；2）加速器质谱（AMS）碳十四测年；3）基于53个可靠测年数据的Bacon贝叶斯年龄-深度建模；4）沉积速率与碳库效应的量化分析。

【Radiocarbon ages among different fractions】
通过对比同一层位不同粒径组分的测年结果，发现年龄随粒径减小而增大：>63μm组分（最接近植物残体）年龄最小，<20μm细粒组分年龄最大。全样年龄与植物残体的高度一致性（ΔR<100年）证实其在无陆生植物时的替代价值。

【Conclusion】
研究建立了华南首个经碳库效应校正的玛珥湖高精度年代序列，揭示碳库效应与沉积速率、海平面变化的耦合关系。该成果不仅为热带-亚热带湖泊定年提供了方法论范式（如优先选择>63μm粗粒组分），更填补了MIS3时期亚洲季风区高分辨率气候记录的空白。

这项研究犹如为华南古气候重建安装了一台"高精度计时器"，其建立的年代框架将成为解译季风-ITCZ相互作用的重要基石。当谈及碳库效应的空间变异性时，作者特别指出沿海玛珥湖可能比内陆湖泊更易受海平面波动影响，这一见解为全球类似区域的古水文研究提供了新的视角。正如第一作者Yao Gu在贡献声明中强调的，这项跨学科研究融合了年代学、沉积学与古气候学的多重证据，其方法论创新将推动更多热带-亚热带湖泊的高分辨率气候重建工作。