地质学家是通过什么方式来确定远古时期气候环境情况的？ 第1页

从全球变化对过去气候环境的研究角度来说一说，其实大体都是相似的，都是研究过去的气候环境，只不过可能结果应用的范围不同

过去全球变化和各地环境属性的重建以残存的过去全球变化产物为依据，反推形成产物时期的环境状态，进一步推测其成因机制

根据来源与属性的不同过去全球变化信息可分为三种类型。一是观测记录， 指借助于各种观测技术手段所获得的环境信息，如地面观测的气象、水文记录,空间观测获得的各种遥感数据等。它们记录规范、精度高，但时间长度短，世界最长的气象观测记录只有300余年,大多数地区不足100 年，而卫星遥感数据最长只有40多年，还有许多观测项目只是刚刚开始。二是考古和历史文献记载。指由人类物质文化活动而形成的物质和文字的记录，如古人类的遗址和遗物，有关物候、灾异、耕作制度的文字记录等。三是古环境感应体。指在过去某一时期形成并一直保存至今的各种自然体。它们本身就是当时的环境过程的产物，记录了当时的环境状况，如古沙丘、黄上与古土壤、冰芯、树木年轮等。

主要古环境信息

1.海洋沉积的氧同位素比率记录

从浅海沉积物中不但能够提取海面变化、浅海地区的温度变化和碳收支等信息，而且可以获取一定的有关陆地上的环境变化的信息。

世界大洋彼此贯通，且沉积连续性好，因此用深海岩芯能够建立连续的且反映全球变化的时间序列。在远离大陆的大洋中心地区的深海沉积物中，陆源物质含量很少,主要是风成堆积物质。根据深海沉积物中碎屑物质的含量及分布，能够获取大气环流状况、大气中尘埃物质含量等信息。

由有孔虫放射虫等微体古生物的组合或特征种属的含量可以对古水温古盐度等环境特征进行推断。有孔虫的碳酸盐壳体的“o/"值能够定量地反映全球温度变化及冰量变化的特征。

2.黄土与古土壤的环境信息指标

黄土分布范围—冬季风影响范围
粒度—代表冬季风记录、反映风力搬运强度差异，风场运移过程中，我国从南至北粒度逐渐变小
磁化率—代表夏季风记录、反映成土作用
黄土和古土壤序列中其它的信息——如孢粉、植物硅酸体、指示性动物、碳酸盐含量、碳酸盐中C同位素、O同位素、10Be等。

3.孢粉和植物硅酸体

借助于显微镜分析鉴定技术可以确定沉积物中各种化石孢粉的类型，根据孢粉的组成及其随时间的变化，可以推断植被在时间和空间上的演化过程及环境的变化

植物硅酸体分析在恢复古气候方面具有很高的分辨率和灵敏性，硅酸体中碳的δ13C值可用来恢复古气候，是一个极有价值的指标

4.冰芯可提取的环境信息

氧同位素比率：由δ18O推断反应温度
冰晶生长形态：反应温度变化
冰川年净积累量：反应降水量变化
冰中气泡：生成时的大气成分
冰中化学成分和微粒含量：大气气溶胶状况、地球沙漠化和大气环流强度的状况
冰中有机物质：生物地球化学循环过程
冰中火山灰和强酸信号：火山活动历史
冰中10Be：宇宙射线强度、太阳活动、地磁场强度

5树木年轮

年轮宽度:反映气候因子变化
木材密度:适用于年轮不易辨认的树种-
氧同位素: δ 180
碳同位素: δ 13C、 δ 14C
化学元素含量:反映环境中化学元素变化

6.石笋

①可还原区域降水及温度变化，重建土壤及植被类型的变化；
②沉积连续分辨率高。

时间信息提取

绝对年代：放射性同位素测年
相对定年：化学地层、生物地层、磁性地层等等

参考资料

《全球变化》（第二版）张兰生 方修琦 任国玉