中国北部的沙漠是中国黄土高原的主要尘埃和沉积物来源(Liu, 1985),它们的演变直接记录了亚洲内陆的干旱化过程。这些沙漠的形成和演变不仅反映了区域气候变化,还与青藏高原的抬升、东亚季风系统的演变以及全球冰量波动等过程密切相关(An et al., 2001; Guo et al., 2002; Clark et al., 2006; Zan et al., 2018; Sun et al., 2019; Fang et al., 2020; Han et al., 2020)。因此,准确确定沙漠形成的时间及其后续演变历史对于深入理解亚洲尘埃循环、季风动态和内陆干旱机制具有重要的科学意义。
近年来,关于中国主要沙漠(如腾格里沙漠、巴丹吉林沙漠和塔克拉玛干沙漠)的形成时间和演变过程的研究取得了进展(Zheng et al., 2003; Ding et al., 2005; Sun et al., 2009; Chang et al., 2012; Li et al., 2014a; Wang et al., 2015; Fan et al., 2019; Liu et al., 2021)。然而,霍布沙漠是一个例外,它位于东亚季风的边缘地带,是中国黄土高原的重要近源沉积物来源。关于其形成时间、演变阶段和驱动机制的研究仍较为有限。尽管已经取得了一些进展,但关于霍布沙漠的形成时间仍存在争议,有观点认为其形成时间介于晚更新世-全新世(Sun et al., 2006; Fan et al., 2013; Yang et al., 2016a)、中更新世(Yan, 2004)甚至早更新世(Li et al., 2017)之间。关于沙漠形成的机制,目前主要观点认为晚更新世至全新世期间霍布沙漠沙丘的形成要么归因于人类活动,要么归因于黄河带来的沉积物增加(Fan et al., 2013; Yang et al., 2016b);另一种观点则强调这一过程主要是由气候因素驱动的,特别是通过亚洲冬季季风对当地河流和湖泊沉积物的风搬运作用(Li et al., 2017)。这种争议源于缺乏连续的高分辨率沉积记录。总体而言,中国北部沙漠的演变主要受青藏高原阶段性抬升和高纬度冰期-间冰期循环的控制(Li and Fang, 1999; Fang et al., 1999; Lu et al., 2019)。然而,最近对腾格里沙漠的研究表明,低纬度的轨道尺度变化(尤其是400千年的偏心率周期)也影响了东亚季风降水,从而影响了沙漠的演变(Liu et al., 2021)。这一新观点是否适用于霍布沙漠仍有待验证。
本研究结合了霍布沙漠岩芯的高精度古地磁测年、粒度分析和环境磁学数据,建立了自第四纪以来的时间框架。具体而言,这些数据用于构建高分辨率的干旱记录,揭示了周期性的湿润-干燥变化。因此,该研究为了解中国沙漠系统的演变以及轨道强迫、区域构造和内陆干旱过程之间的耦合关系提供了关键的新证据。