長(zhǎng)期以來(lái)，全球主要地磁極性倒轉(zhuǎn)事件在黃土與海洋沉積物中的記錄存在顯著“錯(cuò)位”，引發(fā)對(duì)中國(guó)黃土作為全球變化研究三大支柱之一的質(zhì)疑，此外，有關(guān)地球磁場(chǎng)強(qiáng)度與氣候變化之間相互關(guān)系的討論一直存在爭(zhēng)議，是全球變化研究熱點(diǎn)問題之一。 針對(duì)上述問題，中國(guó)科學(xué)院地球環(huán)境所周衛(wèi)健院士帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)持續(xù)開展黃土10Be研究，通過(guò)方法創(chuàng)新，分離黃土中宇宙成因核素10Be的不同組分，分別重建了～90萬(wàn)年以來(lái)全球地磁極性事件與亞洲季風(fēng)降水變化時(shí)間序列。
研究團(tuán)隊(duì)首次利用西峰黃土10Be分離獲得了包含布容-松山（B/M）地磁極性倒轉(zhuǎn)事件以及布容（Brunhes）期內(nèi)連續(xù)的13個(gè)地磁場(chǎng)漂移事件時(shí)間序列，證明黃土與深海沉積物一樣，能夠記錄全球性連續(xù)的地磁場(chǎng)極性倒轉(zhuǎn)和漂移事件。這些地磁極性事件記錄也為中國(guó)黃土-古土壤序列可靠年代框架的建立及其與全球古氣候記錄的準(zhǔn)確對(duì)比提供了關(guān)鍵時(shí)間-地層標(biāo)記物，同時(shí)解決了海陸記錄（B/M事件）不同步的難題，穩(wěn)固了中國(guó)黃土作為全球變化三大支柱之一的地位。
研究利用10Be定量重建的最近～90萬(wàn)年以來(lái)的亞洲季風(fēng)降水變化具有~10萬(wàn)年偏心率和~2萬(wàn)年歲差周期，它與中國(guó)石筍d18O及南北半球低緯夏季太陽(yáng)輻射梯度（30°N-30°S）在歲差尺度上能夠良好對(duì)比。進(jìn)一步的交叉譜分析顯示，10Be獲得的地磁場(chǎng)強(qiáng)度與季風(fēng)降水記錄具有共同的~10萬(wàn)年冰期-間冰期旋回周期，表明地球軌道偏心率可能同時(shí)影響地球磁場(chǎng)和亞洲季風(fēng)變化。地球軌道偏心率能夠調(diào)制亞洲季風(fēng)降水變化幅度，而與偏心率相關(guān)的～10萬(wàn)年周期的冰期-間冰期旋回也可能通過(guò)極地冰蓋消長(zhǎng)改變地球自轉(zhuǎn)速度，導(dǎo)致地球磁場(chǎng)強(qiáng)度發(fā)生變化，這可能表明地球軌道參數(shù)引起的氣候（全球冰量）變化能夠影響地磁場(chǎng)，為揭示軌道尺度地磁場(chǎng)強(qiáng)度變化與氣候演化的關(guān)系提供了新證據(jù)。
地球軌道參數(shù)引起的全球冰量變化影響地球自轉(zhuǎn)速度示意圖
該成果近期發(fā)表于美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊（PNAS），周衛(wèi)健院士為第一和通訊作者。英國(guó)利物浦大學(xué)Greig A. Paterson及美國(guó)亞利桑那大學(xué)Timothy Jull參與了此項(xiàng)工作。研究得到中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略先導(dǎo)專項(xiàng)（XDB40010100），國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目（41930321），山東省專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)（LSKJ202203300），科技部（2019YFC1509100），黃土與第四紀(jì)地質(zhì)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目（SKLLQGZD1601）等資助。
W. Zhou, et al., Eccentricity-paced geomagnetic field and monsoon rainfall variations over the last 870 kyr. Proc. Natl. Acad. Sci. 120, e2211495120 (2023).
文章鏈接：www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2211495120
