
图 过去200万年海陆温度记录对比。(a)生物标志物GDGTs重建的鹤庆盆地年均温变化;(b)全球海表温度集成(Clark et al., 2024);(c)深海氧同位素集成(Lisiecki & Raymo, 2005);(d)鹤庆钻孔铁杉孢粉含量(An et al., 2011)
更新世是见证人类迁徙与文明演化的关键地质时期。在以往的研究中,由于受研究载体和代用指标的限制,长尺度高分辨率的更新世陆地年均温记录十分匮乏。因此,学界主要根据海洋的地球化学指标记录判断更新世地质历史时期全球具有长期变冷的趋势。但海洋温度未必能展现地球温度变化的全貌,陆地温度同样是刻画全球温度变化特征的重要方面。因而对全球温度变化模式、机制及影响的研究还亟待拓展和深入。
在国家自然科学基金项目(批准号:42122021、42173014、42273030)等资助下,中国科学院地球环境研究所学者联合国内学者,围绕“更新世陆地温度定量演化”这一热点科学问题,开展了陆相沉积记录中的地球化学指标分析。相关成果以“与南极冰盖扩张相关的东亚更新世陆地变暖趋势(Pleistocene terrestrial warming trend in East Asia linked to Antarctic ice sheets growth)”为题,于2025年9月10日发表于《自然·通讯》(Nature Communications)。论文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-025-63331-3。
研究团队在详细论证云南鹤庆古湖沉积中甘油二烷基甘油四醚(GDGTs,一类微生物细胞膜脂)古温度代用指标可靠性的基础上,定量重建了过去200万年以来我国西南地区陆地年均温变化历史。结果显示,在冰期-间冰期尺度上,西南地区更新世陆地温度变化(图a)与全球海洋温度(图b)和冰量(图c)变化相一致。然而,在长期趋势上,西南地区年均温呈现出上升的趋势,与海表面温度的下降趋势相反(图a-c)。这一升温趋势也被同一钻孔中对温度敏感的铁杉孢粉含量变化记录所证实(图d)。再结合全球已发表的其他海陆温度记录,研究进一步指出,并不存在全球统一的中更新世气候转型期降温事件。南极冰盖生长可能是该时期陆地温度长期变化的一个重要影响因素,同时更新世东亚大陆的升温趋势可能有利于古人类在欧亚大陆的扩散与繁盛。
该工作通过湖泊沉积物有机地球化学指标的精细分析获得了高质量的陆地年均温变化记录,挑战了更新世全球长期降温的传统认识,强调了温度变化的海陆不均一性,为理解未来气候变化的区域差异提供了历史背景资料。