地質地球所研究發現一個新的指示古降水的土壤磁學參數

　　定量確定古降水的演化特征是深入研究東亞夏季風演化機制的關鍵科學問題。中國西部黃土-古土壤序列的磁學性質變化與古降水量密切相關，是研究這一問題的理想區域。目前最常使用的方法是通過表層土壤樣品磁化率建立氣候轉換方程來重建古降水，但是該磁學指標受多種因素影響：首先，它包含了成土和母質的綜合信息;其次，它只反映土壤中的亞鐵磁性礦物信息，而對含量很高的反鐵磁性礦物沒有涉及;最后，對于一個土壤剖面，磁化率隨深度變化很大，而傳統用表層土壤樣品代表整個剖面顯然不合適。因此，迫切需要建立對降水量敏感的有效指標。

　　中科院地質與地球物理研究所特提斯研究中心博士研究生劉志鋒和導師劉青松研究員，系統研究了沿著陜西降水梯度帶上(300~1300mm)分布的一系列土壤剖面的磁學性質，使用頻率磁化率(cFD)和等溫剩磁的硬磁組分(HIRM)分別指示土壤中亞鐵磁性礦物(磁鐵礦)和反鐵磁性礦物(赤鐵礦)含量，結果表明：(1)土壤剖面cFD和HIRM線性相關，且擬合斜率(cFD/HIRM )與年平均降水量MAP密切相關，受母質、地形和溫度變化影響較小;當MAP小于1000mm時，使用cFD/HIRM建立的古降水轉換函數：χFD/HIRM= 0.1244×MAP–31.6(R2=0.92，預測誤差70mm)，該轉換函數對東亞中緯度地區的古降水重建具有重要意義;(2)降水小于1000mm時，土壤中同時生成成土磁鐵礦和赤鐵礦，但前者生成的速率比后者快，而降雨量大于1000mm時，溶解作用發生，赤鐵礦比磁鐵礦難溶解，故χFD/HIRM隨降水量先升高后降低，轉折點為1000mm左右;(3)χFD/HIRM值為0時，MAP為250mm，指示當年均降水低于這個值基本沒有成土礦物生成，因而該古降水轉換函數的理想工作區間為250-1000mm。

　　該研究成果近期發表在國際全球變化研究核心期刊Global and Planetary Change(Liu et al. Testing the magnetic proxy χFD/HIRM for quantifying paleoprecipitation in modern soil profiles from Shaanxi Province, China. Global and Planetary Change, 2013, 110 (C): 368-378.)。