课题2:人类世的关键标志物和代用指标体系

目前国际人类世工作组已提议将“人类世”列为新的地质年代,这使得人类世关键标志物及代用指标示踪体系的建立亟待解决。尽管相关研究发现了许多可以指示人类活动的指标,但国际上尚未建立统一的人类世示踪指标体系,对关键标志物的选择也存在争议,部分指标的变化机理还不清楚。本课题将在我国西北干旱区、东部季风区、青藏高原区、南海等不同环境单元选取不同的地质生物载体(湖泊、三角洲沉积物、石笋、珊瑚、树轮),在统一的年代框架下,重点对同一环境载体同时开展放射性核素类、无机类和有机类技术化石等指标的综合对比研究,与全球其它记录综合对比,建立全球可对比的人类世综合示踪指标体系,为人类世确切时代划分、首要标志物遴选以及界线层型剖面的建立提供重要支持。课题总体的研究思路如下图所示:


本课题的关键科学问题在于如何确定人类世的关键标志物,建立全球可对比的人类世代用指标体系。解决途径核心在于突破单一指标的局限、在统一的年代框架下通过载体中多种放射性核素类、无机类、有机类指标的系统综合研究,区分自然和人类活动,提取明确表征人类营力显著超过自然背景的突变点和关键指标,遴选出可全球对比的关键标志物和示踪指标体系。本课题将为总项目提供人类世关键标志物和全球可对比的代用指标体系,为人类世起始时间确定、首要标志物的选择、以及我国人类世标准层型剖面的建立提供核心支撑(图2)。


本课题拟围绕四方面展开研究:

1. 选取我国西北干旱区的树轮(天山),和东部季风区的广东湖光岩玛珥湖、东北四海龙湾、珠江三角洲沉积物、西沙珊瑚和昆仑山/太白山/五指山的树轮为载体,揭示放射性核素指标记录的20世纪以来人类活动历史

2. 重点以湖光岩玛珥湖、东北四海龙湾、珠江三角洲沉积物为载体,开展工业革命以来以δ11B和δ41K为代表的非传统稳定同位素以及δ15N/NO3-的组成变化研究,在汉中祥龙洞和广东仙人岩石笋中开展铅同位素的研究,揭示同位素指标记录的工业革命以来人类活动历史

3. 重点以受人类活动影响显著的湖光岩玛珥湖、东北四海龙湾、珠江三角洲沉积物为研究对象,定量/定性分析工业革命以来的黑炭(BC)、多环芳烃(PAHs)、农药(OCPs)、微塑料含量的变化,揭示有机物指标记录的工业革命以来人类活动历史

4. 对放射性核素、各类无机、有机类的示踪指标进行综合分析,进行人类世关键标志物和代用指标体系的综合研究

课题成员共计9人,包括高级职称6人、中级职称2人和博士生1人。主要成员信息详见表1。

编号

姓名

性别

职称

学位

单位

项目分工

每年工作时间(月)

1

谭亮成

研究员

博士

中国科学院地球环境研究所

项目负责人

6

2

胡建芳

研究员

博士

中国科学院广州地球化学研究所

有机物指标(BC、PAHs、OCPs)分析

6

3

程鹏

教授级高级工程师

博士

中国科学院地球环境研究所

14C分析

6

4

贺茂勇

研究员

博士

中国科学院地球环境研究所

非传统稳定同位素(δ11B和δ41K)分析

6

5

陈旸

副教授

博士

南京大学

有机物指标(微塑料)分析

6

6

张路远

副研究员

博士

中国科学院地球环境研究所

放射性核素129I分析

6

7

胡婧

助理工程师

博士

中国科学院地球环境研究所

氮同位素分析

8

8

赵雪

助理研究员

博士

中国科学院地球环境研究所

放射性核素239,240Pu分析

8

9

王甜莉

硕士生

学士

中国科学院地球环境研究所

Pb含量和Pb同位素分析

10



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