湖北清江和尚洞石笋色度对温度的响应

• 作者: 樊仁为 王孟禹 胡尊语 胡超涌 覃荣蓓
• 来源期刊: 第四纪研究
• 学科: 地球科学
• 关键词: 石笋 色度 晶体空洞 温度 替代指标
• 年，卷（期）: 2018,（6）
• 页码范围: 1487-1493
• 页数: 7页
• 分类号: P532|P597+.2
• 字数: 5967字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11928/j.issn.1001-7410.2018.06.15

摘要

石笋在古气候重建中得到广泛应用,但石笋现有的各种替代指标的气候解释仍存在较大的不确定性,将它们定量解译到温度和降水仍存在不少的困难.本研究中,首先对湖北清江和尚洞最近100多年沉积的年层分辨石笋样品(顶部,6.1cm长)进行切割和抛光,然后利用惠普SCAN JET 8270扫描仪高分辨率扫描,获取高清晰度的电子图像.其次,使用ENVI 5.1数字化图像软件处理,通过逐层辨认和数据提取,获取了高分辨的RGB色度值序列,建立了一条1886～ 1993 A.D.连续的、具有季节分辨的色度记录,研究石笋年层色度R/B比值与温度的定量关系.与传统的石笋灰度相比,R/B比值能表示石笋碳酸盐对短波和长波辐射吸收的差异,因此可以有效地指示石笋中有色物质含量变化,降低了指标对气候指示意义的不确定性.结果表明,过去100多年来,HS4石笋年平均R/B值不但与石笋中的空洞分布有较好的对应,而且与宜昌气象站的器测温度呈良好的正相关关系(r=0.6586,n=71,p＜0.01),是一个理想的古温度指标.当温度升高时,岩石化学风化和土壤中微生物作用加强,土壤铁锰氧化物和有色物质输送的通量增加,滴水中有色矿物和有机质浓度增加,石笋碳酸盐中的有色物质随之增多.与此同时,方解石晶体生长快速,石笋的空洞增多,捕获滴水中有色物质能力提高,石笋颜色加深.温度对有色物质生产、输送和保存过程的协同控制,导致石笋色度R/B灵敏地响应研究区气温的变化.