Application of Brillouin thermometry to latest Pleistocene and Holocene halite from Searles Lake, California, USA
Application of Brillouin thermometry to latest Pleistocene and Holocene halite from Searles Lake, California, USA
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布里渊测温法在美国加利福尼亚州塞尔斯湖最新更新世和全新世石盐中的应用
DOI：
10.1016/j.epsl.2022.117913
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发表时间：
2023
影响因子：
5.3
通讯作者：
Lund, Steve
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Olson, Kristian J.;Guillerm, Emmanuel;Peaple, Mark D.;Lowenstein, Tim K.;Gardien, Véronique;Caupin, Frédéric;Feakins, Sarah J.;Tierney, Jessica E.;Stroup, Justin;Lund, Steve
美国西南部湖泊的古气候记录受到缺乏独立古温度计的限制，导致千年尺度温度和湿度变化的特征相互矛盾。在这里，一种新的方法，称为布里渊测温适用于含盐干燥间隔的晚更新世/全新世（45-0 ka）的Searles湖，加州的核心记录。在泥泞潮湿的间隔期间的温度可从支链甘油二烷基甘油四醚（brGDGT）获得。沉积物-水界面的岩盐记录了干旱、高盐度时期湖底的温度。对不同化学性质、深度、气候带和混合状态的现代盐湖的分析表明：1）平均底层水温近似等于年平均气温，2）底层水温的年变幅与湖深成反比。30.6 ~ 8.5ka的8个石盐层段的布里渊温度范围为11.8 ± 3.6 ~ 22.4 ± 3.2 °C。底层水温度的变化表明，在岩盐沉淀过程中，古湖泊的深度为1000米。44.7 ka ~ 3.6 ka泥层段的brGDGT温度范围为13.4 ± 2.8 ~ 23.9 ± 3.0 °C。布里渊温度与预测的盐结晶平衡温度的比较揭示了蒸发岩沉积和成岩作用的季节性过程。在冰期/间冰期的时间尺度上，塞尔湖的多代理温度记录与其他区域记录一致，但显示出更大程度的千年尺度变化，末次冰期的温度从低于现代年平均温度8.3 °C到高于现代年平均温度3.8 °C不等。
Paleoclimate records from lakes of the southwestern USA have been limited by a lack of independent paleothermometers, resulting in conflicting characterizations of millennial-scale variability in temperature and moisture. Here a novel method called Brillouin thermometry is applied to halite-bearing dry intervals of the late Pleistocene/Holocene (45–0 ka) core record of Searles Lake, California. Temperatures during muddy wetter intervals are available from branched glycerol dialkyl glycerol tetraethers (brGDGTs). Halite from the sediment-water interface records lake bottom temperatures during dry, high salinity periods. Analysis of modern saline lakes of various chemistries, depths, climate zones, and mixing regimes shows that: 1) average bottom water temperature is approximately equal to mean annual air temperature, and 2) annual range of bottom water temperature is inversely proportional to lake depth. Brillouin temperatures for eight halite intervals 30.6 ka to 8.5 ka range from 11.8 ± 3.6 to 22.4 ± 3.2 °C. Bottom water temperature variability indicates paleolake depths of ∼10 m during halite precipitation. Temperatures from brGDGTs for mud intervals 44.7 ka to 3.6 ka range from 13.4 ± 2.8 to 23.9 ± 3.0 °C. Comparisons of Brillouin temperatures with predicted equilibrium temperatures of salt crystallization shed light on seasonal processes of evaporite deposition and diagenesis. The multiproxy temperature record of Searles Lake agrees with other regional records at glacial/interglacial timescales but displays a wider degree of millennial-scale variability, with temperatures during the last glacial ranging from 8.3 °C below modern mean annual temperatures to 3.8 °C above.
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M. Peaple;Tripti Bhattacharya;T. Lowenstein;D. McGee;K. Olson;J. Stroup;J. Tierney;S. Feakins
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