自北极冰盖从2.7Ma开始迅速扩张以来，全球气候呈现出冰期-间冰期式的韵律性震荡，这被认为是高纬主导驱动全球气候的证据，尤其是自中更新世转变以来，全球气候都以~100kyr尺度的冰期-间冰期旋回为主导信号。然而，持续的人为CO₂碳排放使得未来地球可能进入到两极无冰的温室气候状态，那么在这种无冰气候状态下，地球气候是否仍受高纬过程主导？还是低纬度过程主导？或者高-低纬度过程共同驱动全球气候变化？对地质历史时期温室气候研究可以提供潜在答案。晚白垩世是典型的温室气候时期，同期两极几乎不发育冰盖。大气环流模拟结果、大洋表层温度重建等证据表明，该时期全球大洋-大气环流、轨道尺度-季节性生物地球化学循环等过程主要受热带过程驱动。然而，已有的这些证据几乎都来自热带地区。此外，数值模拟结果表明中纬度地区可能才是同期气候变化的起源地，说明指标重建和模拟结果之间还存在争议。

为了解决以上争议，我校王成善院士团队博士后张治锋在黄永建教授的指导下，联合比利时鲁汶大学尹秋珍教授，成都理工大学马超教授等，依托松辽盆地大陆科学钻探井岩心材料（SK1N井），开展了高分辨率岩心扫描工作，获取了晚白垩世陆相百年分辨率的干-湿气候记录。松辽盆地古纬度位置为~45°N（图1），在该地区揭示到热带驱动信号将为解开以上争议提供新的见解。

在已有年代学框架约束下，其在松辽盆地晚白垩世沉积记录中识别到~10-kyr和~5-kyr特殊信号（图2），并结合功率谱信号积分、理论热带辐射曲线计算、相位分析等手段将这些信号解释为半岁差和四分之一岁差信号。由于半岁差和四分之一岁差信号起源于低纬度地区，在中纬度松辽盆地识别到这些信号表明，在无冰的温室气候背景下，低纬度辐射驱动能够被有效传播到中高纬度地区，凸显了低纬度动力学过程在调控白垩纪温室气候变化中的中的主导作用。并且这些热带气候信号在同期热带海相记录中被多次报道（图1A），证实了这些热带辐射信号的气候效应。

这种有效的高-低纬远程效应可能是由于：白垩纪温室时期，地球两极不发育冰盖，冬季和夏季陆地-海洋之间相反的热力学效应（类似现代的东亚季风区）导致极地大气压季节性倒转，进而引发极地-亚热带大洋锋以及中纬度西风带失稳，有利于经向水汽输送。这一协同效应将大量热带水汽和热量带到中高纬度，使得在较弱经向温度梯度背景下，白垩纪极地地区温度仍然异常高。此外，结果还识别到～3.6kyr和～2.6–2.5kyr的千年尺度干湿气候震荡。非线性相干谱分析表明，这些信号间接起源于半岁差和四分之一岁差信号，与松辽盆地相邻井（SK2井）同一层位报道的结果一致，再次证明高频千年尺度气候事件在地质历史中的普遍性及其与轨道驱动的密切相关性。

图1. A，晚白垩世早期古地理图，以及白垩纪时期关于半岁差和四分之一岁差信号报道近似古地理位置，包括西部内陆海道（Ma et al., 2022）、南大西洋（Park et al., 1993；Zhang et al., 2025）、沃贡蒂安盆地（Friedrich et al., 2005）、蒙古Shine Khudag层型剖面（Hasegawa et al., 2022）以及松辽盆地（Zhang et al., 2025中的SK2井；本研究中的SK1N井）；B，位于松辽盆地的SK1N、SK1S和SK2钻井的现今位置。

图2. SK1N井干-湿记录和理论热带辐射曲线的功率谱结果。A, Log (Ca/Ti)的MTM谱结果，对应的谐波F检测（B），以及基于LOWSPEC谱背景的置信水平评估（C）；D-F和J-L同A-C，分别基于XRF扫描非相干/相干散色比值（incoherent/coherent）和理论计算的1200ka以来的赤道辐射；G和H，理论计算的赤道辐射和赤道最大辐射曲线以及对应的~5kyr和~10kyr信号滤波；I，不同纬度赤道辐射曲线中的~5-kyr信号方差。

该研究得到了国家自然科学基金（42502020、42272134、42488201）、深地国家科技重大专项（2024ZD1001105）、中国博士后科学基金（GZC20241605、2025M770431）以及比利时国家科研基金会（T.0246.23、T.0037.22）的资助。

上述研究成果发表于《Geology》：Zhang, Z. F., Huang, Y. J.*, Yin, Q. Z., Li, X., Yang, D. M., Ma, C., Wang, C. S.*, 2026. Tropical forcing of midlatitude terrestrial hydroclimate during the Late Cretaceous. Geology.

全文链接：https://doi.org/10.1130/G54399.1