最新研究揭示伊朗黄土沉积发育记录气候环境演化

来源：中国新闻网

中新网北京3月11日电 (记者 孙自法)记者从中国科学院青藏高原研究所古生态与人类适应团队获悉，该团队联合中国科学院西北生态环境资源研究院以及伊朗科研机构的合作伙伴，最近共同完成对伊朗黄土研究剖面过去20万年沉积物的高分辨率定年工作，并与亚欧其他区域黄土沉积序列进行对比研究，揭示了末次间冰期(距今约13万年)以来黄土沉积所记录的气候环境变化。

这项重要研究成果论文，以“末次间冰期以来伊朗北部黄土—古土壤沉积学特征及其古环境意义”为题，近日在国际专业学术期刊《第四纪科学评论》(Quaternary Science Reviews)发表。

为什么要研究黄土

论文共同通讯作者、中国科学院青藏高原研究所谢海超副研究员介绍，黄土和类黄土沉积物广泛分布于欧亚大陆中纬度地区，覆盖地表约10%的面积。这些沉积物详细记录了第四纪(约260万前至今)以来欧亚大陆的气候演化过程。在亚洲中部干旱区，黄土的沉积与运输主要受西风影响，而东亚黄土的沉积则受季风系统控制。

本次研究相关图示：a.黄土在欧亚大陆的分布；b.伊朗北部黄土分布及研究剖面位置；c.Toshan-19剖面照片；d.文中提及的记录位置；e.Toshan-19黄土剖面岩性柱状图。研究团队 供图

已有研究表明，第四纪以来，亚洲中部干旱区与东亚季风区在轨道尺度上的干湿变化基本同步，但在亚轨道尺度上则存在明显的错位或反相位关系。伊朗北部位于亚洲中部干旱区的西部，降水集中于冬春季，属地中海型气候，降水受西风系统控制。然而，该区域晚第四纪黄土—古土壤沉积序列的演化及其指示的气候环境变化特征，此前尚未有明确结论。基于此，合作团队对伊朗北部厄尔布尔士山脉北麓Toshan—19黄土—古土壤剖面过去20万年沉积物，开展高分辨率定年工作。此外，研究还对该黄土沉积序列与欧洲、中亚和东亚的黄土记录进行对比分析，以探讨不同区域黄土记录信息的异同。与此同时，团队还重点分析了末次间冰期以来黄土沉积物所记录的气候和环境变化过程。

伊朗黄土现状如何

伊朗黄土地处欧洲与中亚黄土的过渡带，主要分布于厄尔布尔士山北麓及其与科佩特山之间的平坦低地。厄尔布尔士山北麓的黄土呈带状分布，厚度约30米；而科佩特山之间的平坦低地黄土则呈片状分布，形成类似黄土高原的景观(也称“伊朗黄土高原”)，其厚度可达60米。

作为古气候重建的理想载体，这些黄土具有重要的研究价值。然而，由于缺乏系统的高分辨率的年代框架，其古气候意义尚未得到深入探讨，也在一定程度上阻碍了与其他地区气候记录的对比与联系。

论文共同通讯作者、中国科学院西北生态环境资源研究院赵晖研究员指出，针对本次研究选择的Toshan—19黄土剖面，合作团队采用钾长石单片红外后红外释光法及多步红外激发法对52个释光样品进行联合测年，并使用先进的Bacon年龄—深度模型建立起可靠的年代框架。

合作团队在伊朗开展Toshan-19黄土-古土壤剖面采样现场合影。研究团队 供图

在此基础上，这次研究综合分析了伊朗北部已报道的典型黄土剖面，梳理了黄土沉积和古土壤发育特征及其影响因素，并重建了末次间冰期以来的气候与环境演化过程。此外，合作团队还将这条高分辨率的黄土记录与欧洲、中亚和东亚的黄土记录进行关联比对。

研究有何重要发现

论文第一作者、中国科学院西北生态环境资源研究院博士研究生李冬雪说，此次研究结果表明，释光测年方法能够获取伊朗北部20万年以来的黄土沉积样品年龄。Toshan-19记录显示黄土主要沉积于距今约7.8万-2.4万年，而古土壤分别在距今约13.9万—7.8万年和2.4万—1700年发育。厄尔布尔士山脉北麓黄土在末次冰期沉积、古土壤在末次间冰期发育的模式与伊朗北部其他典型剖面一致，但古土壤发育程度存在差异。

Toshan-19黄土剖面记录揭示伊朗北部地区在末次冰期阶段气候干燥，末次间冰期阶段气候湿润。在距今约13.9万—7.8万年各亚阶段存在寒冷干旱与温暖湿润交替的气候特征，这一变化与北半球夏季太阳辐射量的变化有很好的吻合。此外，该研究区域自约2.4万年前开始变得湿润，不过，这一现象背后的原因仍需进一步探讨。

本项研究还发现，欧亚大陆在末次间冰期—冰期周期尺度上气候变化模式大体一致。然而在距今约13.9万—7.8万年，Toshan-19黄土记录的伊朗北部温暖湿润与寒冷干燥气候特征(暖湿、冷干)与中国黄土高原、欧洲及塔吉克斯坦南部的气候变化同步，但与中国新疆黄土记录的气候特征(暖干、冷湿)则呈反相位或不同步关系。

怎样开展国际合作

谢海超表示，作为共建“一带一路”重要国际科研合作项目，伊朗黄土研究的境外采样工作主要由中国科学院青藏高原研究所西亚(伊朗)中心协调完成。该中心是在共建“一带一路”倡议背景下，由中国科学院青藏高原研究所与伊朗戈尔甘农业科学和自然资源大学(戈尔甘大学)等合作建立的海外科教中心，于2019年4月挂牌成立。

中国科学院青藏高原研究所西亚(伊朗)中心与伊朗合作伙伴签约。研究团队 供图

中国科学院青藏高原研究所西亚(伊朗)中心的环境变化研究平台位于伊朗东北部戈尔甘大学，其定位为观测研究、科教融合、学术交流、战略咨询等四大平台，主要研究内容分别为：与西亚、东欧国家在环境变化、水资源、生态与生物多样性、区域发展等多方面的合作研究和观测提供支持；为西亚、东欧国家培养青年科技人才提供渠道；为中国科学家与西亚、东欧及世界各地科学家的学术交流搭建桥梁；对丝路沿线地区的水资源、环境和生态状况进行评估研究。

谢海超透露，该中心目前主要研究方向，包括基于黄土、湖泊、石笋和树轮等气候载体的不同时间尺度气候环境变化，以及新石器时代考古与农牧业传播、旧石器考古与人群扩散、伊朗可持续发展研究等。(完)