湖北日报讯(记者张歆、通讯员王俊芳)7月26日,湖北省科技大会上,中国地质大学(武汉)谢树成院士团队科研成果“长江中游两万年以来干湿古气候的演变规律与驱动机制”荣获2023年度湖北省自然科学奖一等奖。
该项目聚焦长江流域干湿古气候研究科学难题,利用流域大量保存完好、跨越不同时代的洞穴石笋、泥炭和河湖沉积物等自然资源,先后开发了示踪干湿古气候变化的一系列新指标,包括地球生物学的地质微生物、地球物理学的磁学参数、地球化学的微量元素比值等,为突破干湿古气候时空演化的研究扫除关键障碍。
人类择水而居、文明依水而起、流域因水而兴,与水有关的干湿气候事件直接影响了流域经济社会的发展,从地质演化的角度认识区域干湿气候的演变规律因而具有重要的现实意义和深远的战略意义。然而,由于缺乏可靠的代用指标,长江中游地区过去干湿状况的研究难度极大,成为研究亚洲季风演化极为关键但又最为薄弱的地区。
开发原创性指标体系后,研究团队就有了科研的“尚方宝剑”。在此基础上,团队建立了长江流域过去两万年以来干湿古气候的演化过程。
团队发现一万多年前,长江中游的干湿状况就明显不同于华北和华南,从而使中国东部地区的干湿表现出明显的“三极模态”空间格局,通过古气候模拟揭示出北半球高纬度地区变冷导致西风急流南移、梅雨带在长江流域滞留时间延长的新机制。团队还发现过去一万年以来,长江中游暴雨事件的发生具有明显的500年周期,这是由于厄尔尼诺等低纬因素,以及太阳活动周期变化等地外因素的影响。
此外,该研究还发现长江流域过去一万年干湿古气候变化对长江流域史前文化产生重要影响。分析发现,长江流域城背溪文化、大溪文化、屈家岭文化、石家河文化、夏—商文化、楚文化之间的更替,正好对应于泥炭湿地藿类通量指示的相对比较湿润的时期,也就是洪涝灾害频繁、旱涝急转的时期。同时,古文化在湖北省境内的空间迁移也与干湿古气候变化有关:在比较湿润、洪涝灾害频发时期,古文化遗址主要出现在海拔比较高的地方;在相对偏干时期,古文化遗址则向江汉盆地等低地迁移。
据悉,研究历时约20年,带动了我国东部不同区域极端降雨以及驱动机制的研究。项目成果被《Science》单独撰文评述,建立的干湿曲线被大量转载,作为区域的典型序列、古气候模拟结果的对比依据。