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  由于地球磁場對入射進入地球大氣圈的宇宙射線通量具有顯著的屏蔽作用,使得大氣中宇宙成因核素10Be的產(chǎn)率與地磁場強度的變化存在明確的反相關(guān)關(guān)系。因此利用不同沉積物中的10Be記錄,通過數(shù)理方法提取出指示大氣成因10Be產(chǎn)率的信號,就可以有效地示蹤同時期地磁場相對強度的變化以及與地磁場強度減弱密切相關(guān)的地磁場極性倒轉(zhuǎn)事件的特征以及極性倒轉(zhuǎn)過程。布容-松山倒轉(zhuǎn)(Brunhes-Matuyama reversal,B-M)事件是第四紀發(fā)生的最近一次地磁極性倒轉(zhuǎn)事件,是晚第四紀地層劃分以及全球氣候記錄對比的重要時間標記。多年來,中外學者曾利用冰芯、深海記錄、中國黃土以及火山巖記錄對B-M倒轉(zhuǎn)事件發(fā)生的時間、倒轉(zhuǎn)過程尤其是海陸記錄這一事件“不同步”的現(xiàn)象進行了深入研究。然而,截至目前尚未見到利用陸相湖泊沉積物中的宇宙成因核素10Be來示蹤B-M地磁極性倒轉(zhuǎn)事件的研究成果報道。 

  中國科學院地球環(huán)境研究所周衛(wèi)健院士及其團隊在前期利用黃土10Be成功解決海陸B-M倒轉(zhuǎn)事件氣候記錄不同步的工作基礎(chǔ)上,以鶴慶古湖泊沉積物為研究對象,首次探討了利用湖泊沉積物10Be來示蹤B-M極性倒轉(zhuǎn)事件的可行性。通過高分辨率的10Be9Be等氣候代用指標的測試分析,提出利用10Be/9Be比值來指示與地磁場強度變化密切相關(guān)的10Be相對產(chǎn)率變化的思路。研究結(jié)果顯示B-M倒轉(zhuǎn)事件發(fā)生年代為~768.6-778.5 ka,位于MIS 19階段。該記錄與全球其他沉積物記錄具有良好的一致性,但和同剖面古地磁測定結(jié)果相比,可能存在0-60 cm的深度“錯位”。通過綜合對比分析,研究者認為沉積物剩磁的鎖固效應(lock-in)是造成這種“錯位”的主要原因。該項研究進一步表明,將傳統(tǒng)的古地磁參數(shù)測量和10Be示蹤方法相結(jié)合來示蹤深海沉積物及穩(wěn)定的湖泊沉積物中記錄的地磁場倒轉(zhuǎn)事件轉(zhuǎn)換過程,可以校正由于lock-in效應產(chǎn)生的剩磁信號記錄層位的深度位移,從而獲得更加精確的地磁極性倒轉(zhuǎn)事件的記錄信息。該項研究成果目前已發(fā)表在Quaternary Science Reviews期刊上(Du Y J, Zhou W J*, Xian F, Qiang X K, Kong X H, Zhao G Q, Xie X J, Fu Y C. 10Be signature of the Matuyama-Brunhes transition from the Heqing paleolake basin. Quaternary Science Reviews, 2018, 199, 41-48.)。 

  由于湖泊沉積物中10Be的來源和行為較為復雜,該項研究僅是針對鶴慶古湖泊沉積物的一個初步探索。后續(xù)還需要開展多個具有不同湖泊/流域特征的沉積物研究工作,才能在湖泊10Be環(huán)境示蹤研究以及沉積物剩磁獲得過程與機理的認知方面取得更為系統(tǒng)、全面的理解。 

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