陸生腹足類動物殼體作為考古和地質(zhì)學(xué)研究中最常使用的定年載體之一，其碳十四測年結(jié)果常受到"石灰石效應(yīng)"的影響，導(dǎo)致測年結(jié)果出現(xiàn)異常。這些異常不僅影響了古環(huán)境年代的準確性，也限制了我們對過去氣候變化的理解。由于缺乏對殼體化石石灰石效應(yīng)的特征及影響因素的評估，如何校正年齡異常成為一個亟待解決的問題。

針對這一問題，中國科學(xué)院地球環(huán)境研究所周衛(wèi)健院士帶領(lǐng)團隊，選擇了青藏高原昆侖山中段地區(qū)博斯坦及雅江中游地區(qū)貢嘎黃土剖面為研究對象，開展了系統(tǒng)的殼體碳十四年代學(xué)研究。該地區(qū)黃土地層中保存有豐富的蝸牛化石殼體及可用于校驗的碳屑，為評估和校正石灰石效應(yīng)提供了理想的樣品。研究綜合分析了剖面的氣候環(huán)境和殼體礦物成分，確認開放系統(tǒng)對殼體化石的碳庫貢獻可以忽略不計。在此基礎(chǔ)上，研究團隊采用碳質(zhì)量平衡模型，量化了蝸牛殼體中石灰?guī)r來源的碳貢獻，揭示了同一種屬蝸牛在穩(wěn)定環(huán)境下，吸收的石灰?guī)r比例高度一致，導(dǎo)致其14C年代異常的分布十分集中。基于此，團隊創(chuàng)新性地引入“平均值概念”，開發(fā)了一種基于平均石灰石效應(yīng)的14C年代異常校正方法。與傳統(tǒng)的現(xiàn)代值校準法相比，該方法能有效應(yīng)對個體差異和環(huán)境變化帶來的不確定性，且校正后的結(jié)果與可靠碳屑的測年結(jié)果高度吻合，驗證了其準確性和適用性。這一方法的提出，為蝸牛殼體石灰石效應(yīng)校正提供了新的思路，提升了復(fù)雜沉積環(huán)境中殼體14C測年的精度。

該項研究不僅在方法學(xué)上取得了突破，而且深化了對殼體碳來源和石灰石效應(yīng)機制的理解，推動了陸生腹足類動物殼體14C測年在第四紀地質(zhì)學(xué)和環(huán)境考古學(xué)中的應(yīng)用。相關(guān)成果近期發(fā)表于《Quaternary Science Reviews》及《Quaternary Science Advances》，標志著該團隊在繼青海湖碳庫效應(yīng)校正之后，在14C年代學(xué)領(lǐng)域的又一原創(chuàng)性成果。該研究由博士研究生胡嚴為第一作者，周衛(wèi)健研究員為通訊作者，得到了中科院戰(zhàn)略先導(dǎo)專項B、國家自然科學(xué)基金、和第二次青藏科考等項目的聯(lián)合資助。

Hu, Y., Zhou, W., Cheng, P., Dong, J., Chui, Y., Zhou, J., Li, W., Zhao, H., Zang, M., Lan, M., Gu, H., Lu, X., 2025. A novel mean-value-based approach for correcting radiocarbon age anomalies in terrestrial gastropods: Insights from the Tibetan Plateau. Quat. Sci. Rev. 356, 109284. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2025.109284

長按掃碼查看文章

Hu, Y., Cheng, P., Dong, J., Zhao, H., Zang, M., Lan, M., Lu, X., Zhou, W., 2025. Radiocarbon age anomalies, potential carbon sources analysis and correction of terrestrial gastropods in a loess sequence from Kunlun Mountains since 3.6 ka. Quat. Sci. Adv. 17, 100261. https://doi.org/10.1016/j.qsa.2024.100261

長按掃碼查看文章

圖1. BST和GG剖面的取樣照片以及碳十四定年使用材料(蝸牛殼體和碳屑)

圖2.BST剖面兩種殼體的年代異常以及不同碳源占比

圖3. 基于平均值概念校正蝸牛殼體老碳異常的概念圖

圖4. BST剖面平均值校正法與現(xiàn)代值校正法的結(jié)果對比