吴怀春：石炭纪3400万年天文年代标尺

发布时间：2019-05-08     作者：[科学研究院]    阅读：9次

　　地球气候在其漫长的演化历史中表现出“温室气候”与“冰室气候”交替出现的周期性。发生于约3.35至2.6亿年前的晚古生代大冰期（又称石炭-二叠纪大冰期）是地球上动植物繁盛以来规模最大、持续时间最长的冰期事件，经历了从“冰室”到“温室”的气候转变，其规模和延续时间均与第四纪冰期类似。此外，晚古生代还发生了生物绝灭、温室气体CO₂含量大幅波动等重大地质事件。将这些事件按统一时间格架进行排序，是深入揭示晚古生代大冰期的起源、扩散、消失及当时地球各个圈层的耦合关系的关键，对于深入认识现今地球系统从“冰室气候”向“温室气候”转变的趋势也具有重要的启示意义。

　　但长期以来，科学家只能通过具有相对年代意义的生物地层格架或者仅适用于某单一板块的年代地层格架对这些重大地质事件进行时间上的粗略标定和对比。天文年代学是通过识别沉积地层中由地球轨道参数（偏心率、斜率和岁差）引起的古气候和古环境周期性变化信息，建立高分辨率地质年代标尺的一门新兴学科。对古生代地层来说，主要应用周期为40.5万年长偏心率旋回建立地质年代标尺。

　　我校吴怀春教授及其合作者采用高分辨率环境磁学参数作为古气候替代指标，对古特提斯东部华南纳庆剖面的经典海相沉积序列进行了旋回地层学和天文年代学相关分析，确定出华南石炭纪的气候和环境变化受地球轨道力的影响，并建立了古东特提斯区石炭纪受40.5万年长偏心率旋回校准的、持续时间约为3400万年的天文年代地层格架。

　　该研究还进一步提出了古特提斯区与泛欧美大陆石炭系年代格架的万年级对比方案，实现了在一个统一的、高分辨率的时间格架内进行全球低纬度地区海、陆气候变化研究的目标，对深入认识晚古生代冰期事件具有重要意义。

　　上述成果发表在国际著名学术刊物《Geology》上：Huaichun Wu*, Qiang Fang, Xiangdong Wang, Linda A. Hinnov, Yuping Qi, Shu-zhong Shen, Tianshui Yang, Haiyan Li, Jitao Chen, and Shihong Zhang. An ~34 m.y. astronomical time scale for the uppermost Mississippian through Pennsylvanian of the Carboniferous System of the Paleo-Tethyan realm. Geology, 2019, 47 (1): 83-86.