2022年4月14-17日,我校作为承担单位之一的中国科学技术部-美国科学基金会重点联合项目"粉尘加速大气CO2降低驱动北半球冰期"项目结题研讨会在线上顺利举行。我校多名师生参加。
温室气体排放引起全球变暖,引发全球生态环境和生物多样性巨变,受到广泛关注。自然过程中碳物质循环、排放、固定和反馈等过程影响地表温度和气候环境,曾经远大于现代人类碳排放的影响。从中亚和我国北方干旱区排放的粉尘,通过大气环流的传输,沉降到北太平洋地区,并带去了铁元素等营养物质,促进了海洋生物生产力的提高,起到了消耗大气CO2的作用,这一过程与人类向大气排放CO2的作用相反。在过去地球温度降低的冰期,可能与这一过程有关。鉴于亚洲粉尘在大气CO2、全球温度变化中的重要性,2015年,美国科学基金会对各个学科提交的218份"研究与教育项目(PIRE)"申请书评审,最终仅仅批准了16个项目,其中包括"粉尘加速大气CO2降低驱动北半球冰期(Dust PIRE)"。同时,我国科技部根据合作协议,匹配了资金。Dust PIRE项目在2015年启动,由美国罗切斯特大学、科罗拉多大学、麻省理工学院、亚利桑那大学等八家单位承担,中方有中国科学院地球环境研究所和我校等四家中国单位参与。该项目联合了地理、地质、大气、海洋、环境、古生物、地球化学等领域的科学家,联合攻关,解决亚洲粉尘的气候效应及北半球冰期发展之谜。
自2015年项目启动以来,各单位依据项目设计,针对全球大冰期来临前后这一时间段的全球构造活动如何干旱环境发展,进而影响粉尘排放;黄土高原和北太平洋区域的亚洲粉尘传输路径、通量变化;亚洲陆地记录的不同CO2背景下季风气候长期变化趋势和变率;以及历史时期粉尘通量如何影响生态模式、气候模式等问题进行了深入的研究。两天的会议报告体现在造山运动、地表风蚀、粉尘排放、亚洲季风气候演变、海洋生物过程和气候、碳循环的数值模拟、大气CO2演化等多个领域,内容丰富,学科交叉深入。参会人员包括中国科学院院士安芷生研究员(我校兼职教授)、罗切斯特大学Carmala Garzione教授、布朗大学Tim Herbert教授、科罗拉多大学Peter Molnar教授等。美国科学基金会项目主管和罗切斯特大学科研处等管理人员,全程参加会议,跟踪评价项目进展情况。
项目的负责人之一,我校鹿化煜教授做了会议报告,介绍了我校承担的研究内容科学意义和进展。第四纪冰期来临前的上新世暖期是未来气候的相似型,揭示这一时期东亚季风气候变化长期趋势、变率和主控因素等,可为未来气候变化预测提供重要参考。我校团队系统的研究了中国北方季风边缘区黄土高原、渭河盆地等区域的上新世-第四纪的沉积过程和气候变化的联系,研究了黄土高原的粉尘堆积规律,揭示了粉尘堆积序列的空间分布特征;利用花粉、植硅体、碳酸盐同位素等指标重建了区域植被演化、以及温度、降水、土壤呼吸速率变率等,提出东亚季风区环境变化主要受控于全球温度和大气CO2含量变化,是高低纬地区温度共同驱动的结果,这一结果可以与全球气候模式结果很好对比。报告受到与会专家一致好评。
围绕重大科学问题、集中多学科优势,联合攻关,是这个项目的特色之一。我校师生在执行本项目中,与国际高水平研究团队进行交流合作。我校参与项目的师生发表包括《中国科学》、《科学通报》、Science advances, Nature communications, Geology, Geophysical Research Letters,等杂志在内的文章10余篇。我校师生参与国际上高水平的科研项目,是提高国际化办学水平的重要途径。作为项目科学委员会的执委之一,我校鹿化煜教授全程参加了会议,展示了我校在地球表层科学领域的新成果。