碳氧同位素测试技术支撑塔克拉玛干永久沙漠形成与与中更新世气候转型研究取得新进展----中国科学院地球环境研究所研究所公共技术中心

地球环境研究所公共技术服务中心稳定同位素平台主要开展各类环境地质样品的稳定同位素测试。平台现有的Kiel III碳酸盐装置- MAT252质谱仪联机系统自2002年运行以来，一直专注于碳酸盐样品的高精度碳、氧同位素测试，为研究所相关重大科研产出提供了持续的技术支撑。
在稳定同位素平台碳氧同位素测试技术支撑下，刘卫国研究团队对安芷生院士主持的大陆环境钻探项目获取的塔里木盆地千米岩芯的2000多个碳酸盐样品进行了氧同位素分析，并结合其他地球化学指标，揭示了塔里木盆地在晚中新世时期（距今7-5.3Ma）曾出现过大规模的湖泊群。自4.9Ma开始，大规模的沙漠化/干旱化才开始出现，最终演变成了现代的沙漠环境。提出周围山体的抬升，特别是帕米尔高原的北移及快速抬升，可能是导致4.9Ma以来湖泊的永久性消亡进而荒漠化的原始动因。该研究于2014年发表在美国科学院院刊上(Liu et al.,2014, PNAS)。

图1. 罗布泊剖面中δ¹¹B, δ¹⁸O,TOC含量,CaCO₃含量变化记录

近期，该研究团队对塔里木盆地干旱化研究的新进展又发表在国际期刊Geology上。在稳定同位素平台的高精度测试技术支撑下，罗布泊岩芯的高分辨碳酸盐碳同位素记录进一步揭示了塔克拉玛干沙漠7Ma以来的详细沙漠化历史。研究结果揭示：在4.9Ma湖泊群消失后，塔里木盆地仍然交替出现风成沙丘、河流相和浅湖相沉积，并持续了很长一段时间直到0.7 Ma。塔克拉玛干沙漠的最后永久性沙漠形成在0.5- 0.7Ma左右，响应全球中更新世气候转型时期的气候变化。青藏高原山地冰川的出现和大气环流的变化，可能控制了中更新世转型以来亚洲内陆永久沙漠的形成和极端干旱化。同时，通过与黄土记录的对比，发现中更新世转型以前塔里木盆地与黄土高原呈现相同的干湿气候变化特征,但在中更新世转型以来塔里木盆地干旱化加剧与黄土记录的东亚季风增加揭示干湿变化呈反向发展趋势，该研究结果可能对理解东亚季风演化和西部干旱化的耦合关系提供新思路（Liu et al., 2020, Geology）。

图2. 碳酸盐碳氧同位素和粒度记录揭示塔克拉玛干沙漠7Ma以来的详细沙漠化历史

详文及链接请见：

1. www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1410890111

2. https://pubs.geoscienceworld.org/gsa/geology/article/doi/10.1130/G47406.1/586280/Onset-of-permanent-Taklimakan-Desert-linked-to-the　