第八届青年地学论坛

我国黄土-古土壤是第四纪古气候重建的重要载体，为研究第四纪亚洲季风演化提供了关键性的陆相材料。传统的磁化率和粒度等指标一般不能直接用于古气候，尤其是古温度的定量重建，使得陆地环境中长时间尺度的温度序列较为缺乏。引入和开发一些新的环境代用指标在黄土古气候定量重建中显得尤为必要。
微生物细胞膜脂——甘油二烷基甘油四醚化合物广泛存在于土壤、泥炭、湖泊、海洋和洞穴石笋中，正成为各类古气候载体中定量重建温度和湿度的重要工具。我们对来自全国不同气候带的表层土壤中brGDGTs进行了一系列的现代过程的研究，明确5-甲基brGDGTs的甲基化指数MBT’_5ME主要响应了温度的变化，而6-甲基brGDGTs的甲基化指数MBT’_6ME主要响应了湿度的变化，通过湿度的变化进而可以联系到当地的降雨量。因而，MBT’_5ME和MBT’_6ME可以作为温度和降雨的定量指标。细菌brGDGTs的6-甲基和5-甲基异构体之间的比值IR_6ME与土壤pH显著正相关。而古菌的TEX₈₆在古菌类群变动不大的情况下，也能够记录温度的变化。
基于以上现代过程的认识，我们将这些指标应用到陕西渭南35万年以来的黄土-古土壤剖面中，甲基化指数MBT’_5ME表现出明显的冰期-间冰期的旋回变化，但与石笋氧同位素或黄土磁化率反映的夏季风强度等存在相位差，且在历次冰期冰盛期出现明显的偏高现象，可能与指标受IR_6ME的协同影响或植物根系生长导致土壤深部存在后期生成的brGDGTs有关；而湿度指标MBT’_6ME总体上与磁化率较为接近，只是在末次冰消期出现了解耦的现象。pH指标IR_6ME与磁化率、粒度、碳酸钙含量等表现出很好的一致性，是唯一与无机指标不存在相位差的GDGTs相关代用指标。好氧古菌TEX₈₆记录的冰消期增温时间与细菌MBT’_5ME完全不同，与其他记录中陆地环境增温时间一致，表明好氧微生物产生的GDGTs可能更为准确的反映黄土中温度的变化。
 

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