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晚新生代风化成壤作用与东亚环境变化
成果信息
立项支持
  • 公布年份:
    2015
  • 中图分类:
    P467
  • 关键词:
  • 成果简介:
    该项目属地质学研究领域。亚洲强盛季风环境和内陆荒漠的出现是新生代具全球意义的重大环境事件,涉及地球固体和流体圈层的相互作用、生物地球化学循环和生命演化等前沿研究领域。研究其演化历史与机制对理解现代气候变化机制、区分自然和人为因素的作用、评估气候变化的影响等有重要价值。然而,由于长尺度的、有准确年代控制的、能明确反映古大气环流的地质记录的相对缺乏,学术界对季风和荒漠的起源、早期演化历史与机制存在诸多争议和不确定性。同时,应对气候变化也对气候系统古增温的研究提出了更高的要求。围绕上述问题,项目组经20余年的持续努力,对中国北方风尘堆积中数百层古土壤和南方红土开展研究,在关键古气候地质记录的地层年代学、气候和环境变化历史与机制方面取得了一批具原创性的成果:1.在中国西北发现了新的风成红土堆积,通过系统的成因、地层学和空间可对比性研究,建立了全球独有的中新世风成红土序列,检验了记录的连续性和环境信息的可靠性,把陆地风尘堆积序列从800万年拓展到2200万年。2.厘定了亚洲内陆荒漠和季风主控环境的起源时代,重建了二者的早期演化历史,提出亚洲构造变动在2000多万年前已达到改变大气环流的阈值;而600万年来的干旱化受到北极冰盖发展的显著影响等新认识。3.发现了第四纪季风极盛期与大洋碳同位素变化的耦合关系,揭示出冰期一间冰期旋回中两极冰盖存在不对称演化行为,估算了最近5个旋回中中国北方气候的时空变幅及全新世人类活动对中国土壤碳库的影响。中新世风成红土序列在新生代环境研究领域具开拓性意义,导致季风和内陆荒漠起源演化研究的新突破,显著影响了学术界的原有看法。系统的古土壤学研究为理解气候系统古增温及对东亚环境的影响获得了关键证据和新的认识。上述工作促进了第四纪地质学、土壤学和古气候学的融合与发展。成果发表在Nature等刊物上,20篇核心论文被SCI他引1047次(SCI+CSCD他引1663次),8篇代表性论文被SGI他引701次SCI+CSCD他引1094次),单篇最高SCI他引397次。风成红土地层学和古气候学研究的部分成果以Nature的“亮点文章”发表,相关内容和图件进入欧美出版的多部教学参考书和百科全书。国际学者评价认为“新近纪连续的长尺度环境记录非常缺乏,最让人印象深刻的记录之一是郭等向世界科学界展示的黄土高原西部覆盖几乎整个中新世的序列”,“是季风历史追溯到至少2200万年的重要标志”,“为中新世大气环流提供了新证据,勾画了新生代亚洲气候演化新框架”,“为喜马拉雅的隆升提供了独立的看法”。间冰期气候时空变幅研究被国际学者认为“令人信服……,有望为数值模型研究提供检验”,两半球气候不对称演化的认识“为主要季风系统与高纬冰量脱耦时的加强提供了解释”。2名完成人获国家杰出青年基金。郭正堂进入ISI全球地学高引用率学者排名录,曾当选国际第四纪研究联合会(INQUA)古气候委员会副主席、国际地圈一生物圈计划(IGBP)古全球变化(PAGES)科学指导委员会委员、“环球环境大断面(PEP-II)”重大国际项目共同负责人,担任全球变化研究国家重大科学研究计划项目负责人。
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