近日，我所地質室海洋地質過程及演化團隊在晚第四紀軌道尺度氣候系統演化領域取得新進展。團隊基于在鄂霍次克海采集的沉積巖芯分析資料以及低緯度和高緯度邊緣海地區(qū)多個站位的硅酸鹽風化數據，探討了軌道時間尺度高-中-低緯度硅酸鹽風化的差異性，揭示了氣候系統演化和高緯度冰蓋以及低緯度季風的重要聯系。

經典的“米蘭科維奇”理論認為，北半球高緯度夏季日射量控制冰量的增減及其對全球氣候的影響，氣候記錄普遍呈現10萬年的偏心率周期。近年來，越來越多的熱帶地區(qū)氣候記錄顯示出顯著的2萬年歲差周期信號，這一現象獨立于冰蓋變化。這一發(fā)現引發(fā)了學界對軌道尺度氣候系統驅動機制（低緯度季風驅動、高緯度冰蓋驅動或二者共同驅動）的深入思考。

研究證實，硅酸鹽風化強度與溫度和降水存在顯著的線性響應關系。在軌道尺度上，高緯冰蓋與低緯季風對氣候系統表現出差異性調控特征，即前者通過10萬年偏心率周期主導全球溫度變化，后者則以2萬年歲差周期調控熱帶水文循環(huán)?；谶@一認識，本研究整合中緯度鄂霍次克海及高-低緯度邊緣海的多個站位的風化記錄，通過解析不同緯度帶風化過程對溫度和降水變化的響應特征，揭示了軌道尺度氣候系統的演變規(guī)律及其控制機制。

研究發(fā)現，晚第四紀以來，在軌道時間尺度上不同緯度區(qū)域的風化過程存在明顯差異，低緯度地區(qū)的風化過程更多響應于降水的變化，以2萬年的歲差周期為主，指示其主要受到低緯度季風的調控；而高緯度地區(qū)風化過程更多響應于溫度的變化，以10萬年的偏心率周期為主，指示其主要受到冰蓋的調控，而中緯度地區(qū)（東亞季風邊緣區(qū)）的風化過程對溫度和降水都敏感響應，顯示明顯的10萬年的偏心率周期和2萬年的歲差周期特征，指示其受到高緯度冰蓋和低緯度季風的共同控制。這些發(fā)現為新提出的“Milankovitch-Kutzbach”假說提供了有力證據，不僅修正了傳統米蘭科維奇理論的單一驅動觀點，也凸顯了低緯季風過程在全球氣候變化中的關鍵作用。

研究成果以“Heterogeneity in ice sheets- vs. monsoon rainfall-induced silicate weathering from high to low latitudes”為題，發(fā)表在國際知名地學期刊《npj Climate And Atmospheric Science》上。第一作者為我所地質室博士后馮旭光，通訊作者為我所石學法研究員和瑞典隆德大學陸正遙博士，合作者包括西安交通大學、南方科技大學、中國科學院海洋研究所等單位的多位科研工作者。該研究得到了嶗山實驗室“十四五”重大項目、國家自然科學基金、國家重點研發(fā)計劃重點項目以及山東省自然科學基金等項目聯合資助。

論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41612-025-01079-9 

晚第四紀軌道時間尺度中-高-低緯度的硅酸鹽風化記錄對比