近日，西安交通大学同位素实验室黄守毅博士生、蔡演军教授、程海教授等在石笋年代学方面取得新进展，相关研究以“An integrated study of constraining the initial ²³⁰Th of a stalagmite and its implications”为题发表在Quaternary Geochronology。

高精度U-Th定年是推动石笋成为重要古气候档案的基础，应用该方法的一个重要假设是认为石笋中的²³⁰Th均由²³⁴U原位衰变形成。但在自然界中，元素Th往往会通过吸附碎屑颗粒等方式混入洞穴滴水，从而造成石笋中具有初始²³⁰Th，且该初始值无法从测试值中直接区分，进而影响U-Th年代的准确性。对于多数较纯净的石笋样品，直接利用地壳平均²³²Th/²³⁸U值校正初始²³⁰Th已经足够，而对于初始²³⁰Th含量较高的样品，则需要通过建立等时线等方法获得较为准确的初始²³⁰Th/²³²Th原子比。然而，若石笋质地均一、同层采样困难，会极大限制等时线法的应用，需要另外寻找重建石笋年代模式的可靠方法。

本研究以云南小白龙洞石笋XBL-5为研究对象，对U-Th定年、¹⁴C定年和δ¹⁸O摇摆匹配进行了综合研究。该样品U含量低，U-Th定年结果明显倒转，无法直接建立具有可靠年龄的代用序列。因此，团队利用未校正的U-Th年代和不同老碳占比的¹⁴C定年校正结果，结合石笋的δ¹⁸O变化特征，确定了该样品的实际年代范围，最终通过δ¹⁸O摇摆匹配建立了可靠的石笋年代模式。根据重建的年代结果，反算出该样品的初始²³⁰Th/²³²Th原子比为75.7±11.4×10^-6，高于常用的校正值（4.4±2.2×10^-6）一个数量级，强调了石笋U-Th年代学工作中初始钍校正的重要性，表明了初始²³⁰Th校正和重建真实时间序列之间并非通常认为的单向关系。同时，据此重建的XBL-5 δ¹⁸O序列记录了印度夏季风在新仙女木（YD）时期的变化历史，表明在百年时间尺度上，低纬海气过程与北高纬气温变化过程有重要联系，而亚洲夏季风的两个子系统则在YD事件内部表现出一定差异，为未来相关的气候模拟工作提供了记录支撑。

本研究得到了中国科学院战略重点研究计划（XDB 40010200）、国家自然科学基金（42130503、41888101、42102231）和西安交通大学青年人才计划的支持。原文详见：https://doi.org/10.1016/j.quageo.2024.101497。

左图：石笋XBL-5的δ¹⁸O摇摆匹配。右图：亚洲夏季风在YD内部的联系与差异。