第八届青年地学论坛

我们已身处人类世, 但人类活动自何时起对地球系统——尤其是对于大气化学——产生显著影响尚不明确. 造成这一难题的原因在于, 我们对于大气化学的自然本底状态所知甚少. 以对流层臭氧(O₃)为例, O₃是一种重要的大气氧化剂和温室气体, 但其在地质历史中的浓度变化仍存在较大不确定性, 其原因在于(1). O₃的强氧化性使其无法被载体直接保存和(2). O₃的历史源汇收支缺乏有效约束. 近些年出现了一些基于光化学反应的替代指标反映大气氧化性, 氧气的团簇同位素(¹⁸O¹⁸O, 记为Δ₃₆)就是一种有潜力的指标. 利用来自冰芯样品中的包裹气体, 重建了末次间冰期(115-130 ka)中的大气Δ₃₆. 结合GEOS-Chem化学传输数值模式, 确定了末次间冰期的对流层臭氧浓度比工业革命前(1590-1850 CE)大气少9% (95%置信区间: 3-15%). 考虑到末次间冰期和全新世相似的气候背景条件, 造成这一结果的最可能原因是生物质燃烧这一O₃源的变化, 进而反映了末次冰期以来人类活动对于地球系统的可能影响.

团簇同位素,冰芯包裹气体,冰芯稳定同位素,平流层臭氧,人类世