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彗星撞击可能不是触发新仙女木事件原因

2020-09-11 中国科学报 张行勇
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寒冷气候的标志植物仙女木被用来命名北欧地区出现的寒冷事件。课题组供图

  西安交通大学全球环境变化研究院教授程海团队在新仙女木事件的年代、结构及其指示的气候机制研究中取得娱乐,发现“彗星撞击”事件可能并不是触发新仙女木事件的原因。相关国际9月8日发表于美国《国家科学院院刊》。

  新仙女木事件是发生在距今12900—11600年的一次气候快速变冷事件,对全球气候—生态环境和人类发展进程均产生了重要影响。它的名字由来是在欧洲这一时期的沉积层中,发现了北极地区的一种草本植物仙女木的残骸。这是目前为止研究最为充分、地质证据最多的一次千年尺度气候突变事件。然而,其精确起止时间、内部精细结构和气候触发—响应机制仍存在较多争议。

  该研究基于亚洲季风—西风区、北高纬和南美季风区等多个地区的石笋样品,利用高精度U-Th定年、生长纹层计数和稳定同位素测试分析,获得了全球多个不同气候系统下高精度年龄控制的新仙女木事件气候变化记录。在此基础上,与南、北极冰芯记录精细对比发现的高、低纬气候变化关系,极大促进了人们对气候突变事件触发—响应机制的理解。

  程海介绍,该研究利用西班牙石笋记录对格陵兰冰芯年代进行了精确校准,结果表明格陵兰冰芯在新仙女木事件阶段的年龄是可靠的,而其年龄误差可由原来的100~140年降低为20~40年,校准后新仙女木事件的精确起止时间分别为距今12870±30年和11700±40年。石笋—冰芯记录综合对比显示,亚洲季风—西风区的新仙女木事件开始时间约为距今12890±20年,与北大西洋地区在误差范围内是一致的,而亚洲季风—西风区新仙女木事件开始阶段的持续时间更长。南极冰芯记录的新仙女木事件开始时间为距今12770±110年,晚于格陵兰地区约100年。

  研究表明在新仙女木事件开始时,中、低纬地区气候对高纬气候变化响应迅速,而海洋反馈作用使其响应过程变长,气候信号表现为从北高纬通过中、低纬向南半球高纬地区的传递过程。

  亚洲季风—西风区新仙女木事件的结束时间是一致的,约为距今11700年,而其结束过程的持续时间要长于北大西洋地区。而南极冰芯记录的新仙女木事件结束时间为距今11900±80年,早于格陵兰地区的距今11700±40 年。

  “热带低纬和南半球提前于大西洋和亚洲季风—西风区表现出向新仙女木事件结束阶段转变的气候信号。表明热带地区或南半球可能首先引发了新仙女木事件的结束,然后表现出向亚洲季风—西风区和北大西洋地区的气候信号传递。” 程海补充道。

  因为经石笋校准的格陵兰冰芯记录的新仙女木事件开始时间要早于彗星撞击时间,该研究最后认为“彗星撞击”事件可能并不是触发新仙女木事件的原因。

  相关论文信息:https://doi.org/10.1073/pnas.2007869117

打印 责任编辑:张芳丹
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