汪镇，田军

同济大学海洋地质国家重点实验室，上海 200092

晚中新世（约11～5.3 Ma）是新生代变冷以来值得关注的一个时期，地球气候系统发生了一系列重大的变化，包括晚中新世大洋碳位移（Late Miocene Ocean Carbon Shift, LMOCS）事件[1-9]、C4植被扩张事件[10-12]等。在海洋系统，全球底层海水溶解无机碳的碳同位素在7.7～6.6 Ma发生了振幅约1‰的显著负偏，即LMOCS事件[1,3]。由于表层海水有着相似的负偏记录[9,13]，涉及到整个海洋碳库的变化，因此，LMOCS事件与陆地输入有紧密的联系，表现为陆地有机碳库对海洋无机碳库碳同位素的影响，而导致这种现象的原因可能是陆地C4植被的大规模扩张[2,14]。C4植被的大规模扩张是晚中新世重要的气候事件，土壤碳酸盐、叶蜡正构烷烃等的δ13C值[15-24]变化证明，8～6 Ma陆地生态系统中碳同位素偏重的C4植物占据主导地位，由此也引发了一系列的气候效应[25-26]。基于C4植物生长的适宜环境条件[27]进行考虑，扩张的主要原因通常有两种：一是气候变化[28]包括季节性气候增强以及引发的火灾，二是大气CO2浓度的下降[12]。但早期的大气pCO2重建结果[29]和相关水文变化[30]的研究却直接否认了大气CO2的影响，而强调季节性气候在C4植被扩张中的重要作用。但是最近的大气pCO2重建记录[31-32]却显示，在晚中新世特别是LMOCS时期，大气CO2浓度处于下降的趋势，同时依据C4植被在晚中新世的地理扩张范围而得到的数值模拟实验结果也显示，满足C4植被在晚中新世扩张所需的大气CO2浓度与地质记录重建的大气CO2浓度在数值上[33]相吻合，一定程度上为大气CO2浓度变化引起C4植被扩张的假说提供了证据支持（如图1所示）。……