图 40万年以来气候记录对比。(A)深海有孔虫δ¹⁸O记录 (Lisiecki and Raymo, 2005)；(B)黄土高原西部黄土磁化率 (Sun et al., 2021)；(C)生物微钙体δ¹⁸O记录（蓝色）和石笋δ¹⁸O记录 （橙色）（Cheng et al., 2016）；(D)夏季太阳辐射 (Laskar et al., 2004)

　　长期以来，东亚石笋δ¹⁸O记录被广泛视为反映夏季降水与亚洲夏季风强度的“基准气候档案”。然而，该记录未呈现全球气候系统中普遍存在的冰期-间冰期气候节律，其真实气候意义究竟为何，长期困扰国际学界。现代观测显示，在华南地区，δ¹⁸O值偏负的夏季降水（6-8月）仅占全年降水的不足50%；而非夏季降水占比较高，且δ¹⁸O值显著偏正。由于石笋主要是由不同季节降水混合形成的地下滴水溶液沉淀而成，这意味着石笋δ¹⁸O记录反映的本应是多季节降水的综合信号，长期以来将其简单解释为夏季降水δ¹⁸O信号的做法存在偏差。然而，受制于缺乏独立记录夏季降水δ¹⁸O变化的地质记录，其“多季节混合效应”一直未被充分认识。

　　在国家自然科学基金项目（批准号：42203062）等资助下，中国科学院地球环境研究所学者联合国内外合作者，围绕“东亚石笋氧同位素（δ¹⁸O）记录缺失冰期气候旋回”这一国际热点科学问题，开展了地质记录与数值模拟相结合的系统研究并取得进展。相关成果以“黄土生物微钙体δ¹⁸O揭示东亚石笋δ¹⁸O中的夏季和非夏季气候信号（Summer and nonsummer climatic signals in speleothem δ¹⁸O revealed by loess microcodium δ¹⁸O in East Asia）”为题，于2025年7月11日发表于《美国科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences）。论文链接：https://doi.org/10.1073/pnas.2425565122。

　　研究团队创新性地利用中国黄土中生物微钙体（一种形成于夏季的次生碳酸盐）的氧同位素组成，重建了过去40万年以来夏季降水δ¹⁸O变化。结果显示，生物微钙体δ¹⁸O记录在2.3万年岁差周期上与石笋δ¹⁸O记录表现出相似的变化，但其在间冰期强夏季风时期出现了明显偏负的δ¹⁸O值，展现出显著的10万年冰期-间冰期气候周期特征（图C，蓝色），与石笋δ¹⁸O记录（图C，橙色）仅仅显示2.3万年岁差周期不同。结合气候模拟，研究明确指出：东亚石笋氧同位素记录并非单一夏季信号，而是多季节降水混合的结果，导致原本应有的冰期–间冰期节律被削弱。

　　该研究提出的“多季节混合效应”机制，厘清了东亚石笋氧同位素记录的物理学本质，纠正了国际上将其等同于夏季风强度指标的长期认知偏差，解开了该领域的重要科学争议，为重新理解东亚乃至全球石笋气候记录提供了新思路，是我国在国际古气候研究领域取得的原创性突破。