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距今500多万年来气候波动频率

发布时间:2018年05月16日  作者:李潇丽


岩石圈的水平运动和垂直运动导致的海陆分布、高原隆升、海峡开启与封闭、海面升降等现象,驱动着新生代气候、环境变化。前南斯拉夫土木工程师兼数学家米兰科维奇于1930年创立的一种关于古气候变化的理论-“米兰科维奇循环”对全球气候变化的研究影响甚远。该理论认为地球运动的变化,特别是绕太阳轨道的变化,会导致太阳到达地球能量的不同;并且正是这些从太阳到达地球能量的不同导致了地球气候的变化。相关研究表明,晚新生代以来,全球气候超阶段性变冷变干发展,在距今约1400万年前的中新世中晚期,新生代的板块运动形成了东非大裂谷。在全球气候变干、变冷因素的驱动下,东非的降雨量逐渐减少,非洲的森林变得稀疏,干冷气候导致东非的某一种古猿从生活在茂密森林中的古猿家族中分离出来,此后,东非的这些古猿不得不适应这里干旱、开阔的稀树草原环境,最终演化到人类。近年来,科学家更关注轨道尺度(十万年尺度)下冰期-间冰期旋回变化,尤其是相对高频率的气候波动期(high climate variability)和相对稳定的气候阶段(low climate variability)对促进古人类体质演化、技术进步、环境适应能力所产生的影响。

科学家通过对深海氧同位素记录、粉尘沉积记录、东非古土壤碳同位素和硅藻记录、地中海东岸腐殖质沉积所反映的尼罗河流域演化特点等信息,在非洲东部识别出距今500多万年来气候经历了相对连续的32个高频率干湿气候波动期和31个气候相对稳定阶段。在这些气候波动阶段内,31个相对稳定的气候阶段延续时间均在数万年至数千年,而32个气候波动相对显著的时期持续时间则大小不一,从数万年至数十万年不等。科学家们将距今500多万年来的32个频繁变化的气候阶段从新到老给以H1H32的编号,每个阶段持续的时间从19ka(千年)H3)至328kaH18H31)不等。对这32个高频率气候波动期进行比较发现,有8个(25%)的波动期持续时间较长(192ka以上),均在约20万年尺度至33万年尺度范围内,持续时间不仅明显超过31个气候相对稳定期,同时也大大超过其余24个高频气候波动期。这8个高频率气候波动期由新到老分别为H2H9H14H17H18H19H30H31(表1)。那么这些高频率气候波动周期的存在是否和人类演化有密切关系呢?接下来我们来看看古人类演化的重要事件都有哪些?

 

高频率气候

波动期

最晚时间

(Ka)

开始时间

(Ka)

持续时间

(Ka)

H2

50

358

308

H9

918

1117

199

H14

1695

1888

193

H17

2080

2370

290

H18

2467

2795

328

H19

2905

3197

292

H30

4168

4367

199

H31

4467

4795

328

 

1 距今500多万年来非洲东部主要高频气候波动期(摘自Potts and Faith, 2015

 

 


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