在地質(zhì)歷史上地球磁場極性曾發(fā)生多次倒轉(zhuǎn)。因地磁極性倒轉(zhuǎn)具有全球一致性，被研究者視為地層劃分和全球古氣候記錄對比的重要時間標記。然而，古地磁學(xué)研究卻發(fā)現(xiàn)約80萬年前發(fā)生的最近一次地磁極性倒轉(zhuǎn)——布容/松山(B/M)極性倒轉(zhuǎn)事件，在海洋沉積物和中國黃土中的記錄并不同步：海洋中B/M界線記錄在一個溫暖時期（相當于深海氧同位素19階段，即MIS19），而中國黃土中B/M界線則主要記錄在第八層黃土層（L8），對應(yīng)一個寒冷時期（即MIS20）。這種錯位現(xiàn)象給基于地磁極性倒轉(zhuǎn)年代框架的黃土序列與全球古氣候記錄的對比研究帶來較大不確定性，甚至引發(fā)對中國黃土古氣候記錄全球意義的質(zhì)疑。多年來，盡管國內(nèi)外研究者發(fā)展了多種理論來解釋B/M界線這種海陸記錄差異的現(xiàn)象，但中國黃土B/M界線究竟在什么層位，是否與深海記錄同步，一直是個懸而未決的科學(xué)難題。 

　　10Be是一種宇宙成因核素，其產(chǎn)率變化主要受地磁場變化調(diào)制。當?shù)卮艌鲚^弱時10Be產(chǎn)率較高，反之亦然。根據(jù)這一原理，可用黃土10Be來示蹤地磁場強度明顯減弱的極性倒轉(zhuǎn)事件。但由于中國黃土來源相對復(fù)雜，黃土10Be記錄地磁場變化的弱信號被掩蓋，無法直接顯示地磁場變化的信息，以致國際上許多學(xué)者認為中國黃土10Be根本無法用于地磁場變化示蹤研究。

    中國科學(xué)院地球環(huán)境研究所周衛(wèi)健院士長期以來帶領(lǐng)研究團隊，通過建立地磁場信號與氣候噪音分離的創(chuàng)新方法，最終實現(xiàn)了10Be示蹤古地磁場變化的目標。近日，從地球環(huán)境所傳來喜訊，周衛(wèi)健研究團隊分別在洛川和西峰兩個黃土剖面中均找到了布容/松山(B/M)地磁極性倒轉(zhuǎn)事件的地質(zhì)記錄證據(jù)，發(fā)現(xiàn)中國黃土中的B/M地磁極性界線記錄在第七層古土壤（S7）中(下圖灰色陰影所示的位置)，這與海洋B/M界線記錄在溫暖的MIS 19階段是一致的，但與傳統(tǒng)古地磁學(xué)方法確定的B/M界線層位不同。通過綜合對比研究，指出極性倒轉(zhuǎn)時期獲得的“原生”剩磁被后期疊加的磁信號所覆蓋，是造成古地磁測試黃土B/M界線與海洋記錄不一致的主要原因。 

　　這一成果從獨立于磁性地層學(xué)方法的新視角，解決了B/M界線在黃土和深海中記錄不同步的科學(xué)問題，提供了可靠的時間標記并進一步印證了中國黃土記錄的全球意義。成果已發(fā)表于國際地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域刊物《地質(zhì)學(xué)》（Geology）上。

    文章鏈接

　　西峰（左圖）和洛川（右圖）剖面B/M地磁極性轉(zhuǎn)換時段多指標綜合研究結(jié)果及與海洋記錄的對比（Zhou et al., 2014,Geology）。A: 地磁偏角變化(綠色線)；B: 地磁傾角變化(紫色線)；C: 磁化率曲線(藍色線)；D: 衰變校正的10Be濃度曲線(粉色線)； E: 10Be相對產(chǎn)率曲線(黑色線)；F: 深海氧同位素曲線(紅色線)。