200万年前岩芯，暗藏未来气候走向 | 科技前线

全球变暖导致极端气候事件频发，如何预估未来气候变化？科研人员将目光投向古老的地质记录。

中国科学院地球环境研究所通过研究渭河盆地512米岩芯，重建了过去两百万年东亚季风变化历史，为未来快速气候变化预测与应对提供了新视角。

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记录百万年季风突变历史

对东亚季风变化敏感的渭河盆地，是独特的气候变化档案库。渭河盆地的岩芯中，新生代沉积厚达7500米，是解密气候变化的绝佳陆相档案。

▲渭河盆地钻探（AI作图）

科研人员从渭河盆地西部沉降中心获取了512米岩芯。岩芯记录了剧烈的湖面波动，颜色深浅反映了氧化-还原环境波动，粒度粗细与湖水动力强弱相关。

古地磁结果显示，岩芯底部年龄约1.95 Ma（百万年），表现出显著冰期-间冰期至千年尺度变化特征。

▲渭河盆地钻探岩芯

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季风气候突变的“幕后推手”

此前对北大西洋深海沉积的研究显示，在寒冷冰期大气和海水温度存在千年尺度大幅波动，与高纬地区冰盖不稳定性引发的大西洋径向环流强度变化关系密切，简称为“冰期气候突变的高纬放大”。

通过此次获得的岩芯粘土含量变化，科研人员重建了过去两百万年东亚季风变化历史。粘土含量揭示出温暖间冰期季风气候存在频繁剧烈的波动，存在显著的半岁差、1/4岁差和千年尺度信号。

▲最近两百万年季风快速变化

研究发现，有别于“冰期气候突变的高纬放大”，此次岩芯表现出的间冰期季风气候不稳定性特征，主要受南北半球低纬夏季太阳辐射极大值变化的驱动。

在温暖间冰期季风气候显示出剧烈的千年尺度波动，与低纬两半球夏季太阳辐射极大值导致的海陆热力差异和半球间水热输送密切相关，可视为“间冰期季风突变的低纬驱动”。

▲气候突变的高低纬驱动

低纬海洋像一个巨大的“气候发动机”，太阳辐射微小变化则是发动机的起搏器。太阳辐射极大值变化，可通过影响海温变化进而改变海陆热力差异和半球间水热传输，成为季风气候突变的“幕后推手”。

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“超级干旱”值得警惕

通过对比现今温暖期和40万年前间冰期的气候波动，研究团队发现低纬两半球夏季太阳辐射极大值变化具有惊人的相似性，较低的太阳辐射极大值均会诱发季风减弱和极端干旱事件频发。

▲古今对比预估未来干旱

渭河盆地高分辨率的地质记录，为预测未来更为频发的极端气候事件提供了重要线索。深海氧同位素阶段11和全新世（MIS1）的气候变化对比表明，当前温暖期至少还会持续1.2万年，但季风强度将在两千年后显著减弱，同时伴随着极端干旱事件发生。

在全球气候变暖的大背景下，“超级干旱”值得我们警惕。未雨绸缪构建极端气候事件预警体系，是地球宜居与人类社会永续发展的重要保障。

相关链接：

原文链接：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2426353122

数据链接：黄土科学数据中心 https://doi.org/10.12262/IEECAS.EAPSD2025003

来源：中国科学院地球环境研究所

责任编辑：宋同舟