古气候学习

古气候重建

📝 写在前面：文章所有内容均来自 中科院地质与地球物理研究所 熊尚发老师的讲座，仅作个人学习记录。侵删请私信，仅自用不盈利

一、古气候重建概述

---

二、定年方法

1. 放射性同位素方法（绝对定年）
2. 古地磁（对比）方法（相对定年）
3. 有机无机化学法
4. 生物方法

2.1放射性同位素方法（绝对定年）

基本原理

C¹⁴是碳元素的不稳定和弱放射性的同位素，稳定同位素是 C¹²和 C¹³。C¹⁴由于受到宇宙射线中子对N¹⁴原子的作用，不断地形成C¹⁴,于大气上层。它在空气中迅速氧化，形成二氧化碳并进入全球碳循环。动植物一生中都从二氧化碳中吸收C¹⁴。当它们死亡后，立即停止与生物圈的碳交换，其C¹⁴含量开始减少，减少的速度由放射性衰变决定。放射性碳定年本质上是一种用来测量剩余放射能的方法。通过了解样品中残留的C¹⁴含量，就可以知道有机物死亡的年龄。

加速器质谱法:其使用粒子加速器作为质谱仪来确定C¹⁴ 相对于稳定碳同位素(C¹³ 和C ¹²) 的同位素比率，然后通过将该比率与已知14C含量的标样的比率进行比较来确定年龄。

2.2 放射性碳定年的精度和问题

1. 误差来源

• 新碳和老碳污染
• 海水分馏
• 植物分馏

2. 放射性碳的活度随时间变化的原因

• 自然因素

地球磁场强的时候对于宇宙射线有屏蔽作用，C¹⁴ 的产生量偏低；

• 人为因素

3. C¹⁴ 的年龄校正

由于大气中的C¹⁴ 浓度不断随时间变化，因此根据质谱仪所测得的年龄并不能直接作为其真实年龄，需要使用校准曲线最新为Intcal20，据此可以对应到日历年龄。

• 相关校正方法 截距法 和 概率法 曲线匹配校正

可以使用数学方法测算（残差）

• 贝叶斯方法

使用R语言的 “rbacon”包可以实现：一种年龄深度建模方法，它使用贝叶斯统计来重建矿床的积累历史，方法是将放射性碳和其他日期与积累率及其变异性的先验信息相结合。参考https://cran.r-project.org/web/packages/rbacon/index.html

2.3 其他定年方法

2.3.1 钾氩测年法

尤其适用于火山岩的测年

2.3.2 氩氩测年法

相比于钾氩测年法，氩氩测年法的优势在于自己可以检验自己被污染的程度。（适用年代较老的测年，旧石器时代）

2.3.3 铀系测年法

2.3.4 释光测年法

2.3.5 表面暴露定年

2.3.6 裂变径迹定年

2.4古地磁（对比）方法（相对定年）

基本原理 在地质历史时期，地球磁场南北极会倒转（负极性和正极性），这些记录会在地层中体现出来

1. 地磁场
2. 地磁测年的原理
3. 古地磁时间标尺
4. 地磁漂移
5. 地磁场长期变化

2.5化学方法定年

1. 氨基酸测年
2. 黑曜石水合定年
3. 火山灰定年
4. 地衣定年
5. 树轮定年
6. 纹层定年

---

本文章使用limfx的vscode插件快速发布