宁夏同心动物群揭示780万年前气候之谜

宁夏同心动物群揭示780万年前气候之谜

近日，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所李小强研究员领衔的科研团队在《古海洋学和古气候学》杂志上发表了一项重要研究成果，揭示了780万年前宁夏同心盆地的气候变迁之谜。这项研究不仅为理解地球气候系统提供了新的线索，还揭示了低纬海洋碳库对大陆生态系统的调控机制。

780万年前，地球正处于中新世晚期到上新世早期的过渡阶段。这一时期是地质历史中生物演化的重要转折点，气候、环境和生命形态都发生了显著变化。

研究表明，这一时期地球逐渐从中新世的温暖湿润转向更干燥寒冷的上新世。这种气候变化导致森林面积缩减，草原扩张，为哺乳动物的多样化提供了新的生存空间。同时，约700万年前，最早的原始猿类在非洲茂密的森林中生活，它们被认为是人类进化树上的重要节点。

宁夏同心盆地发育了连续厚层的新近纪河湖相沉积，为研究提供了重要契机。该盆地处于青藏高原东北部前缘的现代林草过渡带，盛产新近纪哺乳动物化石。同心动物群（又名丁家二沟哺乳动物群）的研究最早可追溯到20世纪初，经过研究所老中青三代古生物学家数十年的系统性调查和研究，已成为亚洲中中新世早期最具代表性的区域动物群之一。

研究团队通过磁性地层学和生物地层学构建了可靠年代框架，厘定了经典同心动物群的沉积年代。基于孢粉、总有机碳同位素、碳酸盐碳氧同位素和磁化率等多种指标证据，重建了该地区跨越中中新世暖期的植被-气候历史。

研究发现，东亚季风边缘区植被-气候在中新世气候适宜期经历两阶段演变：

1. 第一阶段（17-16 Ma）：暖干气候下稳定的干旱草地
2. 第二阶段（16-14 Ma）：多次林地和草地环境的快速交替

研究团队构建新的动力机制概念模式，揭示了暖期低纬海洋碳库通过东亚夏季风调控大陆林地-草地边界移动的动力机制。温暖时期依赖温度的细菌降解导致海洋有机碳埋藏率降低，海洋碳库δ13C值升高，释放大量CO2并增强季风系统。随着低纬海洋温度上升，CO2及碳循环成为驱动季风水文变化的关键因素。

这项研究不仅为同心动物群的深入研究提供了可靠的时间标尺，为东亚中中新世暖期的植被及气候演变提供了背景数据，同时两阶段模态的发现揭示了暖期持续下气候由稳态向高变率的转变，凸显了低纬驱动及地球内反馈在暖期海-陆气候耦合变化中的重要作用。这对改进模拟实验边界参数、理解暖期海-陆相互作用过程、探索古植被对过去不同幅度增温和CO2浓度变化的响应均有参考价值。

在全球气候变化日益严峻的今天，这项研究为我们理解地球气候系统的复杂性提供了新的视角，也为预测未来气候变化趋势提供了重要的科学依据。