亚速尔群岛西部弗洛雷斯岛古土壤记录揭示北冰期异常暖湿气候事件

本研究通过亚速尔群岛西部弗洛雷斯岛火山序列中的古土壤地球化学分析，重建了中更新世两个冰期（~550ka和630-670ka）的异常温暖湿润气候条件。研究人员运用K-Ar年代学精确限定古土壤形成时代，结合CIA-K和Clayeyness指数重建了古年均温（MAAT）和古年降水量（MAP），发现西亚速尔群岛在冰期存在较现今更温暖（21.5°C vs 17°C）但略干燥（1340mm yr-1 vs 1716mm yr-1）的气候格局，揭示了北大西洋环流系统对岛屿气候的差异化调控机制。

　　

在探索地球气候演变的历史拼图中，北大西洋区域始终扮演着关键角色。这个连接欧亚与美洲大陆的广阔海域，其气候系统的微妙变化会通过大气和海洋环流产生全球性影响。然而，关于冰期气候特征的认知仍存在显著空白——传统观点认为冰期普遍寒冷干燥，但越来越多的证据显示区域气候可能存在复杂分异。特别是在海洋岛屿区域，由于缺乏连续的陆地沉积记录，冰期气候重建长期依赖海洋沉积物代用指标，难以捕捉大气过程的精细变化。

亚速尔群岛作为北大西洋中部的火山群岛，其独特的地理位置使其成为研究气候变化的天然实验室。群岛呈链状分布横跨北大西洋，西部最边缘的弗洛雷斯岛正处于西风带和北大西洋暖流的关键路径上。以往对亚速尔群岛中部和东部岛屿的研究发现古土壤主要形成于间冰期，但西部岛屿在冰期的气候响应模式仍属未知。这个认知缺口直接影响到对北大西洋气候系统运作机制的整体理解。

GEOPS实验室的研究团队选择弗洛雷斯岛作为研究对象，对该岛六个保存完好的古土壤剖面开展了系统性研究。通过高精度K-Ar年代学测定"夹裹"古土壤的火山岩年龄，精确锁定古土壤形成于约55万年前和63-67万年前两个冰期阶段。研究人员采用火山玻璃基质分离技术确保测年准确性，并运用全岩地球化学分析获取主要元素组成。基于化学蚀变指数（CIA-K）和粘土化指数（C）建立的古气候代用指标，定量重建了古年均温和降水量。

研究结果显示，弗洛雷斯岛在冰期呈现出与预期截然不同的气候特征。古年均温达21.5°C，比现今高出4.5°C；年降水量1340mm，虽低于现代值但仍维持湿润环境。这一发现与亚速尔群岛中部和东部岛屿的记录形成鲜明对比——后者古土壤均发育于间冰期温暖阶段。更引人注目的是，弗洛雷斯岛的暖湿气候恰对应于全球冰期最盛阶段，挑战了传统冰期气候认知。

通过质量迁移函数（τ）分析揭示，古土壤剖面呈现明显的垂向地球化学分异：上部层位碱金属和碱土金属（Na、K、Ca、Mg）显著流失，而惰性元素（Ti、Al、Fe）相对富集。这种元素迁移模式指示强烈的风化淋溶作用，印证了温暖多雨的气候条件。Ti/Al比值在剖面中的稳定性排除了外来物质混入的干扰，证实气候因素是控制风化程度的主要驱动力。

研究团队提出两种解释模型：其一，弗洛雷斯岛因更靠北的位置持续受到西风带暖湿气流影响；其二，整个北大西洋中部在特定冰期阶段存在区域性气候异常。现代气候观测支持第一种假说——弗洛雷斯岛当前年降水量（1716mm）显著高于东部岛屿（980mm），显示西风带降水梯度长期存在。古海洋学研究也发现，冰期时北极锋面南移可能导致北大西洋暖流路径改变，将更多热量输送到西亚速尔群岛区域。

这项发表在《Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology》的研究，首次揭示了北大西洋中部岛屿在冰期的异常气候响应。其重要意义在于：一方面证实了海洋岛屿古土壤可作为高分辨率陆地气候档案，弥补了海洋沉积记录的不足；另一方面揭示了冰期气候的复杂空间分异，对完善气候模型参数化具有重要价值。未来通过将研究范围扩展至特塞拉岛等中亚速尔群岛，有望构建更完整的区域气候演变图谱，为理解全球冰期-间冰期气候动力学提供新视角。