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                                                                                                      【劉東生講座第2講】李明松:天文年代學:原理與應用
                                                                                                      發布時間:2021-03-18 

                                                                                                        2021年316日,中國科學院新生代地質與環境重點實驗室舉行第二期劉東生講座,邀請時間序列分析軟件Acycle的主要開發者、知名青年學者、北京大學地空學院李明松研究員作題為天文年代學:原理與應用的報告。 

                                                                                                        連續、可靠的地質年代標尺是地質學家重建地質過程的重要基礎,也是地質學研究的難點。地球自轉和公轉過程中其他行星對其作用導致地球軌道參數(地軸傾斜度、歲差、偏心率)發生周期性的變化,進而驅動地球表面接受的太陽輻射在緯度上和季節上的周期性變化,最終導致地球氣候變化并記錄在沉積地層中。通過對高分辨率的旋回地層記錄進行天文調諧,建立天文年代標尺,有望提高地質年代精度和分辨率。李明松研究員簡略回顧了天文年代學的原理與發展歷程。從早期天文學家計算地球軌道參數到米蘭科維奇理論的提出、驗證,天文年代學已跨過數十年的研究歷程,極大地促進了地學研究。 

                                                                                                        實際操作中,采用具體哪種指標、如何進行天文調諧是兩個復雜的問題。李明松研究員在旋回地層學工作中提出了沉積速率可視化的新方法(eCOCO),用統計方法評估古氣候記錄中天文旋回的可信度。李明松團隊開發了氣候記錄的能量分解分析方法,評估不同指標對軌道信號的響應強度,來遴選適于調諧的替代指標。在此基礎上,李明松研究員對分歧顯著的華南早中三疊系地層進行了旋回地層學研究,建立了新的天文地質年代標尺,研究成果被最新國際地質年表采用。 

                                                                                                        以自己的研究為例,李明松研究員介紹了天文驅動下的氣候變化?,F代模型研究表明,冰室地球狀態下,冰蓋的擴張與消融控制了海平面變化。而無冰蓋的溫室地球狀態下,海平面變化的控制機制還不明確。通常,海洋沉積中天文軌道信號明顯。低海平面時,浪基面下降,沉積物擾動增大,淺海區沉積噪聲增加;高海平面時,浪基面上升,淺海區沉積物沉積噪聲減小。李明松團隊從淺海沉積記錄中分離出了噪聲的強弱,來反應海平面變化。他們通過旋回地層分析發現,在早三疊世溫室期,地軸傾斜度可能通過調控海洋與陸地地下水量來控制海平面的升降:大傾斜度時,地球緯向溫度梯度增加,更多海水進入大氣并以降雨形式輸送到陸地,存儲于地下,反之則更多的水存儲于海洋。這種發生于早三疊世的海平面與大陸地下水面此消彼長的蹺蹺板式變化模式響應于地軸傾斜度的120萬年周期。根據目前對于大陸地下水儲層的估計,如果現在所有地下水都進入海洋的話,海平面將上升超過300米。 

                                                                                                        李明松團隊開發了Acycle時間序列分析軟件。相較于同類型工具,Acycle具有開源、跨平臺、界面友好等諸多優勢,得到了全球地層學者的廣泛好評。 

                                                                                                        楊石嶺研究員主持了此次講座。全所近百名師生出席了講座,并與李明松研究員就指標選擇、天文信號判別、氣候與天文旋回的關聯機制以及Acycle軟件使用等展開了熱烈的討論。 

                                                                                                        講座結束后,新生代重點實驗室為李明松研究員頒發劉東生講座證書,并合影留念。

                                                                                                      講座現場

                                                                                                       

                                                                                                      頒發證書

                                                                                                       
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