自20世纪80年代开始，全球变化研究已经成为当代国际科学前沿的系统科学，也是国际社会普遍关心的重大全球性问题。过去10余年，大批科学家投身于全球变化研究，取得一系列重要进展，达成了有关全球变化研究共识，充分认识到21世纪以来，全球环境变化研究必须重视对地球系统可预测的能力。年1月，西安交通大学正式成立全球环境变化研究院，该研究院成立以来，引进特聘教授程海博士，组建了相关研究团队。近日，该团队在气候研究领域再次取得重要进展。

在西南印度洋大型动物灭绝、人类活动与气候变化研究方面取得新进展

10月16日美东时间下午两点，《科学进展》（ScienceAdvances）杂志刊登了西安交通大学全球环境变化研究院程海教授团队和美国加州州立大学AshishSinha教授的合作论文——过去八千年的古气候记录为晚全新世马达加斯加和马斯克林群岛大型动物灭绝提供气候背景（AmultimillennialclimaticcontextforthemegafaunalextinctionsinMadagascarandMascareneIslands）。该研究为西南印度洋马达加斯加和马斯克林群岛的大型动物灭绝提供了可靠的气候变化背景，揭示了人类活动在气候剧烈震荡的干旱气候背景下对当地独特生态造成的毁灭性打击。

西南印度洋马达加斯加及附近的马斯克林群岛在世界上以其拥有大量独特珍惜物种，尤其大型动物（绝大部分大型动物体重为10-kg甚至kg）而闻名于世，比如马达加斯加的象鸟，狐猴，矮河马，巨型陆龟，毛里求斯的渡渡鸟和罗德里格斯孤鸽等。然而在晚全新世至近代，这些岛屿又因珍惜物种灭绝而备受瞩目。

关于晚全新世马达加斯加巨型动物灭绝的原因一直是当地古气候和古生物学的研究热点，人类活动对当地生态系统的影响常被认为是马达加斯加物种灭绝的决定性因素。除了对当地物种造成的毁灭型打击，人类活动也悄然改变了湖泊、洞穴等沉积物中的气候信息。马达加斯加的气候如何变化，以及气候变化与生物灭绝的关系常因当地受人类活动影响的古气候记录的多样性而备受争议。研究人员利用马达加斯加以东约km的罗德里格斯岛LaVierge洞穴的石笋，重建了过去年以来高分辨率、精确定年的古气候记录。该岛屿远离东非大陆深入海洋内部，人类发现它的时间要远远晚于马达加斯岛大型动物灭绝的时段。

罗德里格斯岛卫星影像地图（上图）研究人员在LaVierge洞穴中采集鹅管中的洞穴滴水（左下）研究石笋切面图

结合现代分析，研究人员发现罗岛气候变化可反映大范围热带西南印度洋包括马达加斯加的气候变化。古气候记录显示过去年以来，西南印度洋在百年至千年尺度上频繁经历了持续时间从几十年至上百年不等的剧烈干旱事件。这一研究表明西南印度洋的大型物种在历史上数次更为严重的干旱事件中均得以存活下来，但最终在晚全新世因人类数量急剧增多和对当地生态破坏活动的影响下，难逃灭绝的命运。该研究得到了中国国家自然科学基金、美国国家自然科学基金等项目资助以及全球环境变化研究院院级大型仪器设备共享平台的支持。

揭示新仙女木事件机制与成因

在气候研究中，具有重要意义的新仙女木事件又有新发现。日前，西安交通大学全球环境变化研究院程海教授团队发表重要论文《新仙女木事件的年代与结构及其指示的气候机制》，揭示新仙女木事件的成因及影响气候变化的机制。

新仙女木事件是发生在距今—1年前的一次气候快速变冷事件，对全球气候、生态环境和人类发展进程均产生了重要影响。对这一事件的研究，对于研究古气候、古环境的快速突变事件和短周期现象，合理评估现今气候、环境条件并做出气候变化的预测有着重要的意义。这是一个全球性的事件，世界上很多国家都陆陆续续发现了新仙女木事件的痕迹，也吸引了诸多科学家在此驻足。新仙女木事件可能是目前为止研究最为充分、地质证据最多的一次千年尺度气候突变事件。然而，其精确起止时间、内部精细结构和气候触发—响应机制仍存在较多争议。

程海教授介绍，本研究基于亚洲季风—西风区、北高纬和南美季风区等多个地区的石笋样品，利用高精度U—Th定年、生长纹层计数和稳定同位素测试分析，获得了全球多个不同气候系统下高精度年龄控制的YD气候变化记录。科研人员通过与南、北极冰芯记录精细对比发现的高、低纬气候变化关系，极大地促进了人类对气候突变事件触发—响应过程的理解。本研究还发现彗星撞击事件可能并不是触发新仙女木事件的原因，因为经石笋校准的格陵兰冰芯记录的新仙女木事件开始时间（距今±30年）要早于彗星撞击时间（距今年的富铂粉尘异常）约50年。另外，本研究还提出在进行高、低纬气候变化精细对比时，拐点法要比传统应用的中值点法更具科学性。该研究由程海牵头组织开展，同位素实验室副教授张海伟等多名师生，以及西班牙、美国、巴西等多国家多名学者共同参与完成。这项研究成果依托于西安交通大学同位素实验室，并得到了国家自然科学基金和美国自然科学基金的联合资助。

延伸阅读：

程海，西安交通大学全球环境变化研究院教授，博士生导师，美国地球物理联合会会士，国际地球化学协会和欧洲地球化学协会会士。程海教授在高精度质谱同位素测量技术领域，发展了国际先进水平的U系质谱测量技术，包括Th和PaTIMS、MC-ICPMS测年方法、U-Th标准、Th-U-U久期平衡标准以及相关同位素半衰期的精准测定，提供了许多重要和精确的晚第四纪气候变化的绝对年代尺标、以及精确测量海水等地质样品中一些极微量元素及其同位素的技术方法，初步建立了重要的中-低纬度主要气候系统、特别是亚洲季风的高分辨率和精确定年的石笋同位素记录、及其与全球气候变化之间的对比关系，为不同气候系统之间的气候变化的精确对比提供了重要的年代尺标，成为理解全球气候变化，特别是全球季风气候变化的规律、机制及其与西风带和高纬度地区气候变化联系的重要基础之一，同时也为更好地识别和研究近现代气候变化异常提供了重要的自然气候变化背景。程海教授年获首届汤森路透中国引文桂冠奖–高被引科学家奖和汤森路透中国引文桂冠奖–最具国际引文影响力奖，是中国15名获得最具国际引文影响力奖者中唯一来自地学领域的科学家。自年起，程海教授连续五年入选科睿唯安（原汤森路透）全球高被引科学家，、年入选爱思唯尔中国高被引学者。程海教授主持的亚洲季风的变化规律及其与全球气候变化的关系项目研究，于年6月在《自然》上发表论文：过去64万年的亚洲季风记录和冰期终止（TheAsianmonsoonoverthepast,yearsandiceageterminations），该成果入选年度中国高等学校十大科技进展。年，程海教授因洞穴沉积物铀系定年并揭示冰期和水温气候环境突变原因的突破性进展（Forbreakthroughimprovementsinuraniumseriesdatingofcavedepositsthatrevealthecausesoficeagesandabrupthydroclimaticchange.）获评美国地球物理联合会会士（AGUFellow）。

年，西安交通大学程海教授荣获美国地球物理联合年会EmilianiLecturer称号，并应邀在切萨雷·埃米利亚尼讲座（CesareEmilianiLecture）上作了名为石笋氧同位素与全球气候变化（IsotopesinSpeleothemsandGlobalClimateChange）的主题报告。该讲座以著名地球科学家切萨雷·埃米利亚尼（CesareEmiliani，率先开展古海洋温度重建研究）命名，旨在表彰在古海洋研究领域做出杰出贡献的优秀科研人员。演讲者由古海洋学、古气候学组和海洋科学的专家组共同推举产生。自年设立以来每年仅一人获此殊荣，曾经获得该项荣誉的有领域内知名科学家NicholasJ.Shackleton、JamesP.Kennett、WallaceS.Broecker等，程海教授是该讲座设立以来的第21位演讲者，也是首位华人演讲者。

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