與萬象洞紀錄和太陽活動對比

在發表的石筍紀錄中最接近本研究黃爺洞的即為相距 30 公里的萬象洞，理 論上在此距離範圍內的兩個洞穴紀錄變化應是較為相似的。比對顯示雖然在一 些事件上黃爺洞的紀錄可以與萬象洞紀錄互相對應，但也存在一些差異 (圖 4-6)。

在西元 1100 ~1200 年期間黃爺洞氧同位素紀錄顯著地偏輕，在萬象洞紀錄 (Zhang et al., 2008) 也可以看到同樣的趨勢，也就是在中世紀暖期當中，存在一 段季風降雨特別增強的時期。對應較為一致的還有黃爺洞、萬象洞及青海湖三 個紀錄在約西元 1850 年之後的變化有相似的趨勢，尤其約西元 1850 ~1900 年 皆表現為降雨相對較強的時期。但是在前述小冰期第二階段中西元 1550 ~1780 年的時間段，黃爺洞、大禹洞及青海湖三個地方的紀錄都指示降雨相對較強，

而萬象洞的紀錄沒有這種趨勢，在這段期間是表現為相對乾旱的時期。

為了進一步探討驅動季風降雨變化的機制，我們將太陽輻照紀錄 (Bard et al., 2000) 與這些降雨指標作比對。首先看到同樣位於武都區的萬象洞在長時間 尺度上與太陽黑子活動的變化有相似的趨勢 (圖 4-7)。而太陽黑子的活動有數個 極大或極小期的事件依序為 Oort Minimum (歐特極小期；西元 1040 ~1080 年)、

中古極大期 (Medieval Maximum；西元 1100 ~1250 年)、Wolf minimum (沃夫極 小期；西元 1280 ~1350 年)、Spörer Minimum (史波勒極小期；西元 1450 ~1550 年)、Maunder Minimum (蒙德極小期；西元 1645 ~1715 年)、 Dalton Minimum (道 爾頓極小期；西元 1790 ~1830 年)、Modern Maximum (現代極大期；西元 1950 年代至今)。通常來說，太陽輻射比較強的時候北半球氣溫會變暖，一般氣溫變 暖的時候夏季風強度會增加，而夏季風強度增加就會造成降雨比較多。比對太 陽輻照紀錄可見，黃爺洞氧同位素值變得最輕的西元 1100~1200 年，氣候是比 較濕潤的，跟太陽輻射的強度增加吻合，也就是剛好對應於太陽黑子活動的 Medieval Maximum；但是在幾個極小期的事件上，卻不能夠與黃爺洞氧同位素 紀錄連結對應，表示在短時間尺度 (十年尺度到百年尺度) 上，太陽輻照未必是

62

控制降雨強度的因素。因此，從較長時間趨勢來看太陽活動會影響東亞夏季風 的強度；而從十年至百年尺度上的事件比對顯示，太陽活動並不是影響降雨的 主要因素。

由黃爺洞氧碳同位素的變化來討論，從整個紀錄較平均值輕重來說，氣候 乾旱時植被發育較不好，氣候比較濕潤的話植被發育較好，這個同向的變化是 合理的 (圖 4-8)。前面說過的，西元 600 ~1000 年間，碳同位素比平均值重大約 1‰，指示氣候變乾旱，植被發育較差。而碳同位素在西元 1000 年以來的變化 基本上與氧同位素一致，且比西元 1000 年前的碳同位素值要輕，而其中不同向 的地方在西元 1200 ~1300 年之間，氧同位素是偏重，碳同位素反而變輕。如果 在此時期碳同位素表現不是受氣候控制的話，有兩種可能性，一種是洞穴滴水 來源的水系系統改變了，像是水流路徑改變等等，可能會造成碳同位素的波動；

另一種就是人類活動在這個地區的影響，可分為以下兩方面的可能。第一像是 在此時期為宋朝和元朝的交界，在南宋的時候很多的漢人都被北方的遊牧民族 趕到南方去了，假設在此地原來有許多人居住，但是某時期全都從該地撤離了，

即減少了人類的干擾活動的話，雖然氣候在當時相對比較差，但其原始森林可 能反而會較復育，即人類破壞得少、植被會恢復，此為一種可能。第二就是在 當地作物的改變，例如原來種馬鈴薯的改種水稻，馬鈴薯是 C4 的植物而水稻是 C3 的植物，像是這種種植作物種類的改變也會造成碳同位素值的變化。另外，

同樣前面提過的碳同位素變重的這三個短暫時期，其中西元 1580 ~1600 年的這 個事件，不見得完全是因氣候變化才造成這種結果。比較在其它兩次 (西元 1360

~1410 年和 1790 ~1840 年) 的時期，氧同位素也是變得比較重的，不像在此時 氧同位素並沒有變很重，而碳同位素是急劇地下降，其碳同位素變重的特徵峰 不是單點數據的跳動、是由八至九個數據點組成的。它的變化不光是因為氣候 變化造成的，有人為的活動在裡面，這種在短時間內的大幅變化，可能與人為 的行為有關，例如可能由人類過度的開發導致整個植被的退化，而不完全是氣

63

候的變化所造成。

所以從黃爺洞的紀錄與萬象洞之間的比對，在一些特徵之間可以得到氣候 的變化有區域性的一致性，但是並不能夠完全支持萬象洞紀錄所提出的氣候變 化是造成中國朝代更替的主因。例如在唐代末期，萬象洞紀錄的弱夏季風時期 (西元 850 ~940 年) 無法跟黃爺洞的紀錄有良好的對應。其次在元朝末期，萬象 洞紀錄提出的弱夏季風時期為西元 1350 ~1380 年 (圖 4-6)，在這種只有幾十年 的範圍內對應黃爺洞的紀錄是有些偏差的，雖然彼此的定年誤差都要考慮，但 是若要連結朝代滅亡的短暫特定時期有一定的風險，對年到十年尺度上來說可 能一些偏差甚至會呈現相反的表現。而在萬象洞紀錄中西元 1580 ~1640 年的弱 夏季風時期對應明朝的衰亡 (圖 4-6)，與黃爺洞紀錄所顯示的特徵有些出入，也 就是前面所討論的西元 1580 ~1600 年之間，黃爺洞碳同位素明顯變重的時期，

顯示了氣候與歷史之間的矛盾問題。從氣候影響是關鍵的起因來說，首先在我 們的紀錄所看到的氧同位素值在西元 1580 ~1640 年當中只有起始表現更為短暫 且幅度不大地變重，並且在此段時間整體來說是相對變輕的，所以對應上呈現 不完全一致的特徵。其次在這當中碳同位素是表現更為劇烈地變重且比明朝滅 亡的時期早了數十年，除了對應的特徵和時間範圍出入之外，對於氣候是影響 人為的起因或者由紀錄所顯示的人為自身的影響可能更加顯著，在兩者當中的 關係是難以去界定的，可能是人類自身影響歷史，而不一定是氣候進而影響歷 史，至少從目前的紀錄上不能夠完全支持氣候是關鍵起因的說法。因此，在利 用石筍紀錄對中國歷史朝代興衰進行探討時需進行更多的驗證。

64

圖 4-6、黃爺洞與萬象洞、太陽活動及青海湖紀錄比對。由上到下依序為萬象洞石 筍氧同位素紀錄 (Zhang et al., 2008)；太陽輻照紀錄 (Bard et al., 2000)；青海湖岩

心碳氮比 (Xu et al., 2006)；黃爺洞石筍氧同位素。黃色標示萬象洞紀錄提出的三 個弱夏季風時期；淺紫色標示本研究黃爺洞紀錄所劃分氣候相對濕潤的時期。

65

圖 4-7、黃爺洞與萬象洞、太陽活動及青海湖紀錄比對 (之二)。紅色標示太陽黑子 活動極小期事件的時間段；淺黃色標示太陽黑子活動極大期的時間段。

66

圖 4-8、黃爺洞與萬象洞、太陽活動及青海湖紀錄比對 (之三)。黃爺洞紀錄 (HY05-3；

HY05-4) 虛線是平均值，比平均值輕表示氣候比較濕、植被發育比較好；比較重 的話表示氣候比較乾、植被發育較不好。黃色標示碳氧同位素變化不同向的時間

段 (西元 1200 ~1300 年)；綠色標示三次碳同位素明顯變重的短暫時期。

67