陸生腹足類動物殼體作為考古和地質學研究中最常使用的定年載體之一，其碳十四測年結果常受到"石灰石效應"的影響，導致測年結果出現異常。這些異常不僅影響了古環境年代的準確性，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，中國科學院地球環境研究所周衛健院士帶領團隊，選擇了青藏高原昆侖山中段地區博斯坦及雅江中游地區貢嘎黃土剖面為研究對象，開展了系統的殼體碳十四年代學研究。該地區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提供了理想的樣品。研究綜合分析了剖面的氣候環境和殼體礦物成分，確認開放系統對殼體化石的碳庫貢獻可以忽略不計。在此基礎上，研究團隊采用碳質量平衡模型，量化了蝸牛殼體中石灰巖來源的碳貢獻，揭示了同一種屬蝸牛在穩定環境下，吸收的石灰巖比例高度一致，導致其14C年代異常的分布十分集中。基于此，團隊創新性地引入“平均值概念”，開發了一種基于平均石灰石效應的14C年代異常校正方法。與傳統的現代值校準法相比，該方法能有效應對個體差異和環境變化帶來的不確定性，且校正后的結果與可靠碳屑的測年結果高度吻合，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校正提供了新的思路，提升了復雜沉積環境中殼體14C測年的精度。

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

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代值校正法的結果對比