北京石花洞石笋500年来的δ￣（13）C记录与古气候变化及大气CO2浓度变化的关系

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INTERANNUAL-RESOLUTIONδ13C RECORD OFSTALAGMITES AS PROXY FOR THE CHANGES INPRECIPITATION AND ATMOSPHERIC CO2IN SHIHUA CAVE, BEIJING

1.
Department of Earth Sciences , University of Southern California , Los Angel es ,CA 90089- 0740
2.
Institute of Karst Geology, MGMR , Guilin 541004
3.
Institute of Geology , State Seismological Bureau , Beijing 100029
4.
Beijing Institute of Geological Survey, Beijing 102206

摘要: 通过对采自北京石花洞石笋近５００年来分辨率为３～５年的δ１３Ｃ记录的研究，我们发现水动力条件的改变和近代大气ＣＯ２浓度的改变均对石笋的δ１３Ｃ值有影响，当气候湿润，降雨量增加时，洞穴包气带水的下渗速度加快，在石灰岩裂隙中滞留的时间缩短，ＣａＣＯ３的溶解量减少，造成渗出δ１３Ｃ水的值变轻。包气带水的补给速度增加，也可能使得溶液的ＣＯ２分压降低，造成石灰岩ＣａＣＯ３溶解减少。另外，洞内滴水和渗出水中ＣＯ２的逸出量与供水速度呈反比。滴水速度加快，ＣＯ２逸出量相对降低，沉淀出来的ＣａＣＯ３的δ１３Ｃ值偏轻。通过与δ１８Ｏ记录的对比，δ１３Ｃ记录也反映３０～４０年降雨量变化的周期，为这一地区夏风变化的规律提供佐证。近５０年来的δ１３Ｃ记录，反映了人类活动造成大气ＣＯ２浓度升高的现象。从１９４０年到现今，石笋的δ１３Ｃ值从－６．７‰降低到－８．１‰，降低速率每年为－０．０２８‰，直接反映了这一时期大气ＣＯ２的δ１３Ｃ值的变化。这一结果与其它研究相吻合。利用精细的、分辨率高达几年的δ１３Ｃ记录可以为岩溶作用与碳循环的研究提供有效手段。

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