青藏科考

东亚季风与人类活动同步变化的500年周期与太阳活动有关

文章来源 :
2020-04-08 11:38


2019年9月11日,Nature Communications发表了任务七中国科学院地质与地球物理研究所、中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心吕厚远团队题为“Synchronous 500-year oscillations of monsoon climate and human activity in Northeast Asia”的研究论文,该论文利用玛珥湖年纹层沉积的花粉记录和考古遗址碳十四概率密度,揭示了约1万年以东亚季风与人类活动同步变化的500年周期,研究认为东亚季风约500年气候周期的驱动力与太阳活动活动有关。

在历史和史前时期,气候变化能否或如何影响人类社会文化、文明发展,近百年来,一直是自然科学和社会科学不同领域争论的话题。人们认识全新世(约1万年以来)气候变化与人类社会发展的关系,主要集中在三个方面:(1)灾变性气候事件:如洪水、干旱、地震、火山、冰筏事件等,对人类活动产生的重大影响;(2)周期性气候变化:如十年-百年际时间尺度的周期性气候振荡,可能与游牧迁徙、人口变动、战争频率、王朝更替等人类社会发展进程有关;(3)社会弹性(social resilience):考古文化对气候事件或周期胁迫的敏感程度。由于周期性气候变化的过程、规律、机制在预报、预警方面的优势和需求,它是近年来学界研究的焦点之一。 

迄今,对于周期性气候变化与社会变迁的许多研究成果,多来自有文献记载的历史时期,其时间和过程较准确可靠。但对于从全新世早期(农业开始的1万年前后)到晚期,在这段漫长的人类发展过程中,由于缺少精确定年的、高分辨率气候记录,缺少精确定年的人类活动和文化变迁的定量指标,一直是影响研究长期气候变化与人类活动关系的瓶颈。 

中国科学院地质与地球物理研究所吕厚远科研团队与云南师范大学、山东大学和美国斯坦福大学合作,通过对中国东北地区约一万年来玛珥湖年纹层花粉记录(图1)和考古遗址碳十四年龄概率密度的分析,发现花粉记录的季风气候变化,以及碳十四概率密度揭示的人类活动,都存在约500年周期变化(图2),季风气候驱动的周期性的暖湿/冷干与人类活动的强/弱、以及与史前文化的盛/衰,几乎是同步变化的。在东北地区史前六个文化繁盛期中,除了红山文化对应了千年尺度的中全新世适宜期外,其它都明确地对应着500年周期的暖湿期(图3)。研究认为,叠加在全新世气候变化背景上的500年周期,深刻影响了东北亚地区史前文化的演替和发展,气候变化的500年周期与太阳活动引发的厄尔尼诺-南方涛动的频率变化关系密切(图4)。这些发现不仅揭示了史前人类活动、文化演替与周期性自然气候变化之间存在明确关系,而且表明,在东亚季风区,温暖湿润的自然气候更有利于史前人类文化、文明的繁盛发展。

论文信息:Xu D K*, Lü H Y*, Chu G Q, Liu L, Shen C M, Li F J, Wang C, Wu N Q. Synchronous 500-year oscillations of monsoon climate and human activity in Northeast Asia[J]. Nature Communications, 2019, 10: 4105(原文链接

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图1 小龙湾玛珥湖孢粉分析结果

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图2 栎属花粉和14C概率密度时间序列分析结果

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图3 栎属和14C概率密度500年周期变化与文化演化阶段对比 

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图4 太阳活动、ENSO和东亚季风周期变化对比