文章来源：地质与地球物理研究所

　　全新世暖期（Holocene Warm Period，简称HWP）及其升温、降温过程中的地质、生物记录不仅对揭示当时的气候、环境和生态过程具有重要意义，而且对研究地史热期地球气候、环境的演化以及生物对环境变化的响应具有重要的价值。由趋磁细菌在体内合成并经过地质埋藏的磁性矿物（磁小体化石）被认为是灵敏反映生物对古气候和古环境响应的良好载体。因此，HWP的生物磁学记录对认识HWP期间的气候、环境和生态系统的精细变化过程至关重要。我国北方的东亚夏季风边缘区属于内陆半干旱气候带，对气候、环境变化非常敏感。该区发育良好的湖泊沉积物为研究HWP的生物响应提供了良好材料。

　　中国科学院地质与地球物理研究所特提斯研究中心博士生刘素贞及其导师邓成龙、肖举乐和潘永信等人通过对东亚夏季风边缘区的内蒙古达里湖全新世沉积物进行详细的环境磁学和电子显微学研究，发现HWP期间（9.8-5.9 ka）的磁性矿物以趋磁细菌产生的磁铁矿（磁小体化石）为主（图1，图2）。HWP期间温度升高、降水增加的气候条件使得地表径流向湖泊中输送了大量的铁和有机碳等营养物质，从而促进了趋磁细菌的繁殖和矿化，大量的磁小体被合成并且保存。

　　达里湖沉积物中磁小体化石含量的变化清晰地记录了该地区HWP的发展过程。9.8 ka磁小体化石含量的快速升高可能代表HWP的开始；7.6 ka磁小体化石含量的再次快速升高可能代表地表径流从温度较低的冰雪融水向温度较高的季风降水的转变；而5.9 ka磁小体化石含量的急剧降低则反映~6 ka的干旱事件（图3），该事件中断了达里湖的生物磁记录，西北太平洋、北大西洋、西非、美洲等地也有~6 ka干旱事件的沉积记录。因此，从达里湖生物磁气候记录揭示出的~6 ka气候变化事件具有全球性的意义。

　　此外，达里湖的生物磁学记录还反映了受控于太阳辐射量变化、以营养输入为表征的HWP气候和环境过程，这很可能是亚洲内陆干旱、半干旱区首例地史热期的生物磁学响应记录。磁小体化石及其磁学性质有可能作为反映地史时期高温事件期间气候要素的有效物理指标。

　　上述研究成果近期发表在Nature 出版集团下属在线期刊Scientific Reports（Liu et al. Insolation driven biomagnetic response to the Holocene Warm Period in semi-arid East Asia. Scientific Reports, 2015, 5:8001, DOI:10.1038/srep08001 ）。

图1 HWP代表样品的高分辨率一阶反转曲线（FORCs）

图2 HWP代表样品（DL670, 6.95 ka）磁选后的透射电子显微镜照片

图3 磁学参数(a,b)与总有机碳(c)、总无机碳(d)指标和65°N夏季太阳辐射量(e)的对比 

转载自http://www.cas.cn/syky/201503/t20150311_4320497.shtml