古代石笋揭示了过去45万年亚洲-南美季风跷跷板的例外情况

发现钟乳石的洞穴位置。图片来源：自然（2026）。DOI：10.1038/s41586-026-11166-3

（神秘的地球uux.cn）据美国物理学家组织网（克里斯塔尔·卡萨尔）：在南亚、非洲和美洲部分地区，季风雨为数十亿人提供饮用水、农作物和水电。了解季风倾向的模式有助于人们规划影响农业、水库和水电的干旱风险，覆盖遥远地区的地区。

尽管以往研究已确立了亚洲与南美季风之间的模式，但更详细的过去季风记录有助于研究者理解这些模式何时消失，以及哪些气候变化可能解释这些例外。一项发表在《自然》杂志上的新研究，借助秘鲁洞穴中的石笋，揭示了这些动态。

研究人员知道，亚洲和南美的季风通常表现得像跷跷板：一个地区经历强烈的季风，而另一个地区季风减弱，带来更干燥的条件。这种变化是季节性的，比如一年内，但也发生在数千年更长的时间尺度上。科学家们将这与地球轨道和轴倾角随时间的变化联系起来，这些变化影响了不同区域阳光照射到地表的量。

新研究的作者写道：“全球季风受热带汇聚带（ITCZ）的位置以及每个半球入射太阳辐射（日照强度）的影响。因此，季风降水的变化通常在两半球之间呈反相位，反映了ITCZ的平均位置，直接是轨道（米兰科维奇）强迫的结果。”

以往的研究利用石笋分析推断出的洞穴记录，追踪了亚洲季风变化约69万年，显示与轨道周期有密切关联。早期南半球的洞穴记录较为稀少，通常只涵盖了最后两个冰河时代周期。虽然这些记录指向跷跷板效应，但南美洲更长的降雨活动记录有助于支持这一观点并提供更多见解。

为了绘制南美更长时间尺度的季风活动图，团队结合了秘鲁安第斯山脉附近三个洞穴中30个石笋的氧同位素测量，利用放射性测年法确定其年代。所得数据涵盖了大约45万年的夏季季风变异，中间存在一些空白。研究人员将降雨解读与现代洞穴监测、附近湖泊沉积物及其他南美洞穴记录进行了核对。随后，他们将重建结果与亚洲季风记录、其他古代气候证据及现有海洋环流模拟进行了比较。

与亚洲记录的比较证实，这两种季风通常朝相反方向变化，大致遵循地球大约23,000年的轨道摆动。然而，团队发现有10次事件记录显示同时减弱或增强。这种共同的减弱发生在冰河时期的多次过渡期以及一些较暖的时期，挑战了简单的南北降雨摇摆。

这两次共享强化发生在倒数第二个冰河时期，大约持续了194,000年至135,000年前。研究人员表示，同步事件持续了数千年，之后两条记录恢复了之前的行为。

研究人员认为，这些异常的同步周期可能表明海洋温度、温室气体以及半球间的温差可以改变通常的轨道影响。全球季风似乎会根据这些变化进行重组，尤其是在快速变暖期间。

研究作者写道：“在过去4.5万亿年间的10次同步季风事件中，截止期间的半球间弱季风间隔（WMI）规律发生，周期约为10万。这些半球间域的WMI发生在大气CO₂和全球气温大幅上升的间隔内，这些间隔是子午线温度梯度减小的间隔。

“由于季风由温度梯度（即陆地与海洋之间由温度驱动的气压差）驱动，全球子午线温度梯度在终止时的减少，可能部分导致了半球间的WMI。”

更多的长洞穴记录可能揭示其他季风系统是否也经历过这些异常事件。虽然提出的驱动因素尚未确定，研究也未能预测现代变暖下类似变化何时发生，但结果为测试模型重现重大降雨重组的效果提供了一个长期基准。虽然证据还不能提供现成可用的预测工具，但它确实有潜力提升风险评估。

E. J. Olson 等，过去45万年的半球间季风动力学，《自然》（2026）。DOI：10.1038/s41586-026-11166-3