今天读了南京大学鹿化煜老师团队最近发表在science advance上的文章《Combined high- and low-latitude forcing of East Asian monsoon precipitation variability in the Pliocene warm period》。篇幅不长，内容很清晰，这里就先要总结一下。

科学问题：

   晚中新世以来，全球变冷、干旱化趋势不断加剧，东亚季风系统也逐渐增强，并接近现代强度，但是季风系统在这些时段演化的机制至今仍不清楚。尤其是以3.6Ma全球快速变冷为分隔的上新世，通过建立北极冰盖形成前后东亚季风的变化历程，有助于理解控制季风演化的机制，弄清到底东亚季风背后的是低纬过程还是高纬过程。

为此，这篇文章对渭河盆地的河湖相沉积进行研究，建立了6.73-2.58Ma的高精度年代序列，并通过粒度重建渭河盆地古降水变化，尝试回答以下两个问题：季风在上新世温室期间是否受到偏心率调控；上新世东亚季风在轨道尺度上的变化机制。

研究区及剖面信息，值得一提的是，研究又回到了白鹿原

根据两个化石和高分辨率古地磁约束的地层年代框架

上新世降水变化：

这里对剖面上下2549个样品进行粒度分析，选取中值粒径和＞63μm的砂粒组分为代用指标。整体上，中值粒径与砂粒组分变化趋势一致，反映了外缘流水大小的变化，粗粒组分增加，地表径流增加，反映了季风降水增加。磁化率反映了磁性矿物的组成及比例，这里用来指示洪水强度的变化。

总体而言，晚中新世-早更新世期间，粗粒组分与均值粒径表现出相似的变化趋势、变化幅度，即在4.2Ma后振幅大幅缩减。这里认为对应了4.2Ma后，季风降水减弱。

对粒度数据进行的周期进行考察。整个上新世，均可观察到100ka、40ka、20ka主导的偏心率、斜率和岁差周期。考虑到北极冰盖在3.6Ma的形成，对其前后的周期功率进行考察。REDFIT分析结果显示，粒度在6.73-2.58Ma期间表现出100、40、20ka的周期，其中以100ka的偏心率周期占主导，另存在响应岁差、半岁差周期的19ka、12ka周期。

对比粒度100ka滤波与偏心率之间的关系，发现两者自6.1Ma开始耦合变化，但振幅不同：4.8-4.2Ma低偏心率振幅对应了较强降水，4.2-3.6Ma高偏心率振幅对应了较弱降水。

A-粗粒粒度，B-中值粒径，C-渭河盆地降水恢复结果；D-深海氧同位素；E-粒度100ka滤波；F-偏心率周期

利用粒度指标反映的东亚降水变化：

首先对粒度指标的可靠性进行考察。沉积物粒度受到物源粒度、湖平面波动、外缘输入过程等多种因素控制。岩相和矿物组成显示，剖面过去为一个水洼，且长期物源不变，因此排除物源影响。因此，粗粒组分的变化可能指示了两种情况：气候变化导致的湖平面波动；外缘流水动力增强，搬运物质变粗。又从岩相学、沉积学等角度，这里认为粒度变粗指示了流水搬运能力增强，即季风降水增加。

    恢复结果指示，4.2Ma东亚季风降水显著降低。这一点也由古植物恢复的降水结果、红黏土含铁量变化中得以证实。这里认为，4.2Ma对应了北半球高纬度的变冷，而北极冰盖约在3.6Ma诞生。SST数据显示，在4-4.3Ma期间，北半球相对变冷，导致温度梯度加大，使得ITCZ南移，从而影响亚洲季风系统。因此，季风区的变冷与干旱是同步发生的，降水幅度的变化很有可能是北半球高纬降温达到阈值，通过ITCZ南移而产生的更窄降水带。

东亚季风降水在轨道尺度上的变化和强迫机制：

    100ka周期受到日照量应，并通过CO2放大这种影响（Shackleton et al., 2000; Lea et al., 2004），与冰量变化（Imbrie et al., 1993）、大洋环流变化无关（Toggweiler et al., 2008）。东亚季风受到偏心率控制，即使两者变化幅度并不完全对应，至少说明6.1Ma开始东亚季风降水具有偏心率特征，而振幅的不匹配可能是气候系统内部反馈机制的调节。南半球通过穿过赤道的水汽和热量，对季风降水进行调控（Clemens et al., 2008）。Rutherford（2000）证明，穿过赤道到高纬地区的热量流，会使北半球表现出半岁差周期，导致100ka信号的放大。

很有意思的，粒度中出现了221ka周期，认为可能是人工造成的误差，可能是某些时段缺失100ka周期，从而产生了200ka周期。且老地层中缺失更为严重，导致较老地层中出现更强的200ka周期。 

结论：

对东亚季风降水记录中提取出了100、40、20ka周期。在高PCO2浓度、北半球无冰盖的温暖阶段发现斜率周期，说明高纬日照量对东亚季风变化的重要性。而岁差和半岁差周期的发现，证实了低纬驱动对东亚季风的重要性。我们发现，4.2ma后北半球变冷达到阈值，ITCZ南移，限制了季风降水的区域，使得记录中降水信号波动减弱。因此认为高低纬过程共同作用了上新世暖期的季风变化。

A-功率谱，B-E两种方法对不同时段周期的提取结果

藏在最后的吐槽：

    南大地学素以毕业难成名，博士毕业普遍需要一篇1区的文章。每每看见鹿老师团队的大文章，就心中暗想：真好，又有一个博士可以毕业了。

    整理这篇的内容的时候，疯狂吐槽这篇的结果，其实真的不尽人意。

    最值得吐槽的就是粒度指标了，尽管里面说了一堆，试图证明他的可靠性，还贴了个中值粒径对比，但是这么粗的划分确实是有问题的，至少做个段元分析嘛。跟师兄瞎猜，可能是磁化率确实不咋地，才推出粒度来做的。确实，文章里磁化率就提了一句。

    其次就是沉积学的东西了，不知道是不是做了很细致的沉积相工作，不管是从图片、柱子还是周期计算结果看，可能都指示了沉积不连续的显示，而且粗粒组分代表流量可能也不是那么能靠得住

    再就是算的不是很好的周期，不管是峰值很低的半岁差，还是不是很可靠的斜率，还是插值后还得到的220和100缺失，真的不知如何评价。

    但这篇文章的噱头还是在的：低纬驱动、高纬驱动在这里都找到了信号，两大学派在渭河盆地得到了新的统一，想想还是兴奋的。

    聊到最后，师兄：珍爱生命，远离旋回。