1、印度一个洞穴中的古老石笋表明季风并不那么可靠——它们的环揭示了长期致命干旱的历史

在印度东北部的一个偏远洞穴里，一千多年来，雨水一直从天花板上的同一地点缓慢滴下。每滴一滴，水中的矿物质就会积聚在下面的地板上，慢慢生长成碳酸钙塔，称为碳酸钙塔。 石笋.

这些石笋不仅仅是地质奇观——就像树木年轮一样，它们的层数记录了该地区的降雨历史。它们还警告未来可能发生灾难性的多年干旱。

通过分析这些石笋的地球化学 新研究 九月出版2022 年 12 月 19 日，在《美国国家科学院院刊》中，我们能够创建迄今为止最精确的过去千年印度夏季季风年表。它记录了印度次大陆如何经常经历长期、严重的干旱，这与过去 150 年可靠观测中所观察到的情况不同。 季风降雨 测量。

我们检测到的干旱期与 干旱、饥荒的历史记载, 大规模死亡事件 和 该地区的地缘政治变化.

它们展示了莫卧儿帝国和印度纺织业在 1780 年代和 1790 年代的衰落如何与千禧年最严重的 30 年干旱时期同时发生。干旱的深度和持续时间将导致大范围的农作物歉收和饥荒的程度 以书面文件讨论 当时。

另一场长期干旱包括 1630 年至 1632 年的德干饥荒，这是印度历史上最具破坏性的干旱之一。数百万人因庄稼歉收而死亡。大约在同一时间，精致的莫卧儿首都 法塔赫布尔西格里被废弃 和 古格王国灭亡 在西藏西部。

我们的研究结果对当今全球变暖的水资源规划具有重要意义，特别是对印度来说，该国拥有庞大的依赖季风的农业产业，正在加快步伐 很快就会成为人口最多的 地球上的国家。

为什么季风的历史很重要

1870 年代左右，科学家开始使用仪器系统测量印度的季风降雨量。此后，印度经历了约27次区域性大范围干旱。其中，只有一次——1985年至1987年——连续三年或更严重的干旱。

该数据中印度季风的明显稳定性可能会导致人们推测，持续多年的长期干旱和频繁的干旱都不是其变化的内在方面。这种看似令人放心的观点目前为该地区目前的水资源基础设施提供了信息。

然而，过去 1000 年来长期严重干旱的石笋证据却描绘了一幅不同的景象。

这表明短仪器周期并不能捕捉到印度季风变化的全部范围。它还对该地区当前的水资源、可持续性和缓解政策提出了质疑，这些政策降低了未来持续干旱的可能性。

石笋如何捕捉一个地区的季风历史？

为了重建过去的降雨量变化，我们分析了梅加拉亚邦乞拉朋齐镇附近 Mawmluh 洞穴的石笋 – 世界上最潮湿的地方之一.

石笋是圆锥形结构，从地面开始缓慢生长，通常以每 10 年约一毫米的速度生长。微量的铀和其他元素被困在它们的生长层中，这些元素是雨水渗入洞穴上方的岩石和土壤时获得的。随着时间的推移，石笋中的铀会以可预测的速度衰变成钍，因此我们可以通过以下方式计算出每个石笋生长层的年龄： 测量铀与钍的比率.

雨水分子中的氧有两种主要类型的同位素——重同位素和轻同位素。随着石笋的生长，它们将渗入洞穴的雨水的氧同位素比率锁定在其结构中。雨水最初落下时的一系列气候条件可能会导致该比率的细微变化。

我们的 此前该领域的研究表明 雨水中氧同位素比率的变化，以及石笋中氧同位素比率的变化，追踪了导致夏季季风降雨的不同水分源相对丰度的变化。

在季风环流较弱的年份，这里的降雨主要来自附近阿拉伯海蒸发的水分。然而，在强季风年份，大气环流会从南印度洋一路为该地区带来大量水分。

这两种水分源具有截然不同的氧同位素特征，并且该比率忠实地保留在石笋中。我们可以利用这条线索来了解石笋形成时季风强度的整体强度。我们拼凑了 季风降雨历史 从年轮中提取微量碳酸钙，然后测量氧同位素比率。为了将我们的气候记录与精确的历年联系起来，我们测量了铀和钍的比率。

后续步骤

古气候记录通常可以告诉我们某件事发生的内容、地点和时间。但通常，他们无法独自回答某件事发生的原因或方式。

我们的新研究表明，在过去的几千年里，持续的干旱频繁发生，但我们对为什么季风在那些年消失的原因并没有很好的理解。利用喜马拉雅冰芯、树木年轮和其他洞穴进行的类似研究也发现了长期干旱，但面临着同样的挑战。

在我们研究的下一阶段，我们将与气候建模者合作进行协调的代理建模研究，我们希望这些研究能够更深入地了解过去千年中引发和维持如此长时间干旱的气候动态。