中欧塔特拉山脉MIS 9–6期多指标石笋记录的古气候意义及其地形屏障作用

本研究通过整合塔特拉山脉和高塔特拉山脉石笋的氧碳同位素、微量元素及岩相学数据，结合欧洲古气候记录，揭示了该山脉作为地形屏障对中更新世气候分异的关键作用。研究首次提出高海拔石笋可追溯大气环流变迁，为理解山脉对气候的调控机制提供了新视角，成果发表于《Quaternary Science Reviews》。

　　

在探索地球气候演变的历史拼图中，中欧的塔特拉山脉犹如一个被忽视的"气候调节器"。这片横跨波兰与斯洛伐克边境的山脉，其陡峭的地形是否曾像阿尔卑斯山那样塑造了区域气候格局？这个问题长期困扰着学界。以往研究多聚焦阿尔卑斯山脉南北坡石笋记录的显著差异——北坡δ¹⁸O受温度主导，南坡则受地中海降雨控制，但塔特拉山脉这一潜在气候分界线的角色却鲜有系统论证。更棘手的是，中更新世（MIS 9-6期）作为冰期-间冰期转型的关键阶段，欧洲该时期的陆地气候档案严重匮乏。

波兰科学院地质科学研究所（Institute of Geological Sciences, Polish Academy of Sciences）的研究团队独辟蹊径，选取塔特拉山北坡Szczelina Chocho?owska洞穴的SC-5石笋与低塔特拉山Dem?nová洞穴系统的记录进行对比。这支SC-5石笋堪称"地质年轮"的珍品，其连续生长跨越31万年（313-286ka），是目前该地区最完整的MIS 9-6期档案。研究人员采用铀系定年构建精确年代框架，结合δ¹⁸O、δ¹³C、Mg/Sr/Ba等元素的多指标分析，首次揭示出山脉两侧气候响应的非对称性。

技术方法上，团队通过铀钍定年（U/Th dating）建立高精度年代模型，利用同位素质谱测定δ¹⁸O和δ¹³C值，采用ICP-MS分析微量元素含量，并整合岩相学观察。所有数据均与欧洲其他古气候记录进行区域对比验证。

年代框架的突破
SC-5石笋的年龄-深度模型显示其连续覆盖MIS 9晚期至MIS 8/7过渡期（313-286ka）。铀系定年误差控制在±6ka内，为后续气候事件对比提供了可靠标尺。

气候代用指标的解码
δ¹⁸O记录揭示出温度与水源的双重控制：MIS 9温暖期δ¹⁸O偏负（-10.5‰），而MIS 8冰期升至-8.5‰，符合中欧温度效应规律（+0.58‰/°C）。但MIS 8/7过渡期出现的1.2‰骤降，与低塔特拉山记录呈镜像关系，暗示大气环流重组。

山脉屏障效应的实证
微量元素谱系显示北坡Mg/Sr比值在冷期升高2-3倍，反映渗透水滞留时间延长；而南坡P元素峰值指示植被繁盛期，证实两地水文响应差异。这种分异在MIS 8/7过渡期尤为显著，指向塔特拉山脉开始发挥类似阿尔卑斯山的环流阻挡作用。

讨论与启示
这项研究首次证实塔特拉山脉在中更新世晚期已成为气候分界线。MIS 9期间南北坡记录的同步性，暗示当时西风带主导的均一气候；而MIS 8/7转型期的分异，则标志行星尺度环流调整导致山脉屏障效应增强。更引人深思的是，高海拔石笋（>1500m）对大气环流变化的敏感性，为重建古海拔气候提供了新思路。

该成果不仅填补了中欧中更新世陆地气候记录的空白，更建立了山地地形-气候反馈的研究范式。在现代气候变暖背景下，理解山脉如何调制区域气候响应，对预测未来降水格局变化具有重要启示。正如研究者所言："这些石笋就像是埋藏在山体中的古气候传感器，记录着数十万年前大气与山脉的对话。"