印度夏季风九千年演变新解：中国西南石笋记录揭示孟加拉湾分支的时空动态与驱动机制

本文基于中国西南地区神气洞石笋的高精度铀系测年（U-Th dating）和氧同位素（δ18O）记录，重建了过去9000年印度夏季风（ISM）孟加拉湾分支（ISMBOB）的高分辨率演化历史，揭示了其与北半球太阳辐射（NHSI）、北大西洋气候事件及跨赤道水汽输送（ITCZ）的关联性，为亚洲季风系统时空分异机制提供了关键证据。

　　

Highlight

洞穴与区域背景

神气洞位于中国四川省西南部（28°56′N, 103°06′E），地处青藏高原东南缘，属上扬子地块构造区。洞穴基岩为三叠纪浅海相碳酸盐岩，洞内温度稳定（年均14.5°C），湿度接近饱和（>95%）。该区域降水主要受印度夏季风孟加拉湾分支（ISM_BOB）控制，是现代与古气候研究的理想场所。

研究方法

基于石笋岩性特征，沿SQ2和SQ5生长轴使用牙钻采集37份亚样本（每份40-80mg），进行铀系测年（U-Th dating）和氧同位素（δ¹⁸O）分析。测年方法参照Edwards等（1987）和Cheng等（2013）的标准流程，使用多接收器电感耦合等离子体质谱（MC-ICP-MS）完成。

铀系年代学

SQ5铀浓度300-400ppb，SQ2高达2-4ppm，钍含量极低（30-3000ppt）。SQ2因铀含量高，测年误差<6‰，显著优于SQ5（误差约1-2%）。通过Copra软件构建深度-年龄模型，采用2000次蒙特卡洛模拟计算置信区间。

δ¹⁸O记录

SQ2和SQ5的δ¹⁸O记录平均时间分辨率分别为~5年和~6年。与同一洞穴早前记录（SQ1）对比显示高度一致性，证实洞穴沉积处于同位素分馏平衡状态，δ¹⁸O负值指示ISM_BOB增强（降水量增加）。

石笋δ¹⁸O的气候意义解读

孟加拉湾是印度东北部、中南半岛和中国西南部的主要水汽源。更强ISM_BOB带来更多降水，导致石笋δ¹⁸O偏负。该记录与孟加拉湾沉积物径流代理指标显著负相关，证实其可可靠反映ISM_BOB强度变化。

结论

神气洞石笋记录表明，ISM_BOB在过去9000年总体随北半球太阳辐射（NHSI）减少而减弱，但最近2000年呈现与阿拉伯海分支（ISM_AS）相反的长期减弱趋势。7.2-5.0ka期间的突然减弱可能与北半球高纬度冷却增强半球间温度梯度、驱动热带辐合带（ITCZ）南移有关。8.2ka事件期间δ¹⁸O明显正偏（季风减弱），快速响应北大西洋淡水强迫；4.2ka事件期间ISM_BOB整体偏弱，但存在十年尺度增强间歇。