“我們有這么完整的大陸環境鉆探巖心，再加上如今先進的分析技術，為什么不嘗試重建陸地溫度的變化歷史呢？”
當中國科學院院士安芷生和中國科學院地球環境研究所（以下簡稱地球環境所)研究員孫有斌提出這個想法時，所內研究員王歡業立刻著手忙碌起來。
經過三年努力，團隊聯合香港大學等單位，通過對取自云南鶴慶古湖相地層中的微生物脂質化石brGDGTs的精細分析，定量重建了過去200萬年來我國西南地區的陸地年均溫變化歷史。
研究揭示，在距今125萬年至70萬年的中更新世氣候轉型期，西南地區年均溫具有上升趨勢，呈現出與全球海表溫度持續下降相悖的“逆行”趨勢。這一發現挑戰了第四紀（距今260萬年至今）全球長期降溫的傳統認識，凸顯了溫度變化的海陸之間的差異性，也為理解早期人類演化和未來全球變暖的區域差異提供了關鍵的氣候背景。
相關成果已于近期發表于《自然-通訊》。
為什么要開展這項研究？
溫度是地球氣候系統的核心要素，深刻影響陸地生態環境，關乎人類的生存與發展。王歡業介紹，當前以全球變暖為特征的氣候變化已成為人類面臨的重大挑戰，也是各國政府與科學家高度關注的全球性環境議題。因此，從更長時間尺度上探究不同區域溫度的變化過程與機制，顯得尤為迫切。
第四紀是現代環境格局形成和人類演化的關鍵時期。基于深海氧同位素與海表溫度的重建結果，科學家普遍認為，隨著北半球冰蓋擴張，第四紀全球溫度呈波動下降趨勢，冰期與間冰期的溫差逐漸增大——其變化幅度與未來幾個世紀預期的升溫程度相當，可為不同升溫情境提供歷史參照。
“陸地是人類文明發展的物質基礎，然而目前對第四紀溫度變化的認識主要依賴海洋沉積記錄。受限于研究載體與指標，該時期連續的陸地溫度記錄仍十分匱乏，制約了我們理解與人類生存息息相關的陸地溫度演變過程?！眻F隊成員、地球環境所研究員劉衛國補充道。
科研團隊在實驗室。受訪者供圖2022年，研究團隊曾利用靈臺黃土剖面中的微生物脂質化石重建了300萬年以來黃土高原地區的陸地溫度變化，發現早中更新世期間，黃土高原的溫度變化與海洋記錄所呈現的降溫趨勢并不一致。但由于受到季節性變化與植被覆蓋的影響，東亞地區真實的陸地年均溫變化仍不明確，因此亟需尋找更理想的沉積載體。
自2002年起，地球環境所聯合多家單位推動“中國大陸環境科學鉆探計劃”，在全國多個典型環境單元獲取了大量高質量環境沉積巖心。其中，來自云南鶴慶的鉆孔巖心全長逾700米，取心率高達97%，主要為湖相沉積，是重建古溫度的絕佳材料。
“利用低緯度鶴慶地區的湖相沉積巖心，我們有望削弱溫度季節性與植被等因素的干擾，更準確地獲取年均溫記錄。”王歡業說。于是，他與團隊開啟了鶴慶巖心的溫度重建工作，這才有了文章開頭的一幕。
中國西南地區首次發現“逆勢升溫”
研究使用的brGDGTs是一類來源于細菌細胞膜的脂類化合物。王歡業進一步解釋：“隨著環境溫度升高，合成brGDGTs的細菌會調整化合物結構，例如減少化合物中的甲基數量，來維持細胞膜的穩定性和流動性。這種變化與生長溫度之間存在定量關系?！边@類大分子化合物化學性質穩定，不易降解，能夠在巖心中長期保存，就像天然的“古溫度計”，準確記錄著當時的氣候環境信息。
對鶴慶巖心brGDGTs分析結果顯示，在過去近200萬年里，中國西南地區竟呈現出“逆勢升溫”的趨勢。這一結論也得到了同一鉆孔中對溫度敏感的鐵杉孢粉含量變化的佐證。“盡管孢粉含量不能直接用于溫度定量，但它從側面印證了我們數據的可靠性?！毕愀鄞髮W教授柳中暉表示。
更令團隊欣喜的是，在過去200萬年中，西南地區陸地溫度變化的主控周期從4萬年轉變為10萬年，且溫度變化幅度從3℃增大到4℃?！斑@些軌道尺度上的變化特征與全球冰量和海溫記錄高度一致，進一步驗證了我們陸地溫度數據的可靠性。然而在長期趨勢上，西南地區卻表現出與全球趨勢相反的升溫現象?！蓖鯕g業說。
對于這一變化，團隊推測，南極冰蓋的擴張可能是驅動東亞地區在180萬年至60萬年前升溫的重要因素。在全球大氣二氧化碳濃度相對穩定的背景下，南極冰蓋增長可通過改變海洋與大氣環流，將更多熱量和水汽輸送至東亞，而水汽的增加又會進一步放大區域增溫效應。
勇于在國際學術界發聲
盡管有審稿人認為該重建記錄具備成為“里程碑式數據集”的潛力，但也提出，文章需進一步評估非溫度因素對brGDGTs指標的影響。
團隊成員在鶴慶采集土壤。受訪者供圖收到審稿意見后，團隊立即前往鶴慶地區補充采集了大量現代樣品進行分析，系統評估了土壤輸入、水化學參數及微生物群落變化等多種非溫度因素的潛在影響。結果表明，絕大多數樣品的重建結果受這些因素影響極小?！拔覀冏罱K剔除了約6%可能受干擾的數據，從而獲得了可靠的定量溫度記錄?！蔽恼伦罱K順利接收。
在劉衛國看來，此次研究最大的收獲是“科研自信的提升”。他認為，在國家強有力的技術支撐下，科研人員應堅持自己的觀點與數據，實事求是，勇于在國際學術界發出中國聲音。
“我們始終對檢測數據充滿信心。”王歡業告訴《中國科學報》，“研究過程中，安芷生院士也全程參與，多次組織數據討論與驗證?！?/span>
“地球溫度變化的故事，遠比我們想象的更加復雜、更加精彩?！蓖鯕g業表示，團隊未來將繼續探尋更古老陸相沉積中的溫度代用指標，進一步揭示過去陸地溫度變化的時空規律。
論文相關信息：https://doi.org/10.1038/s41467-025-63331-3
本文鏈接：中國西南，在200萬年全球變冷中“逆行”升溫http://www.sq15.cn/show-11-27984-0.html
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