Abstract Soil carbonates are important paleoclimate archives, but interpretations of their isotopic compositions (δ18O, δ13C, and Δ47) are hampered by uncertainty in the annual timing of their accumulation. Several previous studies have inferred the annual timing of soil carbonate formation by comparing modern air/soil temperatures with temperatures estimated from the clumped isotopic composition (TΔ47) of Holocene soil carbonates. Here, we compile the existing Δ47 data to first consider if recent changes in Δ47 standardization methods alters the apparent seasonal biases. Then we explore the importance of various environmental parameters on soil carbonate TΔ47 and discuss implications for associated paleoclimate reconstructions. Most soil carbonates record TΔ47 values higher than mean annual air temperature, but the residual varies from −4 to +24 °C. Δ47 values for most observed soil profiles do not vary with depth. We find that the grain size of the soil matrix, timing of precipitation, and presence of vegetation each explain a portion of the observed variance in seasonal bias and can be used to aid in interpretations of TΔ47 values from paleosols. In some soil carbonates, a warm-season bias in TΔ47 is accompanied with calculated δ18O values of soil water that appear to be biased toward the δ18O of summer rainfall. Most estimated values of δ18O of soil water are within 2‰ of the δ18O values of mean annual rainfall. Where possible, paleoclimate reconstructions should consider precipitation timing, soil texture, and vegetation cover to aid in identifying the seasonal bias of soil carbonate stable isotopic compositions.

中文翻译：

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所有季节的代理？全新世土壤碳酸盐丛集同位素数据的合成

摘要 土壤碳酸盐是重要的古气候档案，但其同位素组成（δ18O、δ13C 和 Δ47）的解释受到其每年积累时间的不确定性的阻碍。之前的几项研究通过比较现代空气/土壤温度与根据全新世土壤碳酸盐的团块同位素组成 (TΔ47) 估计的温度来推断土壤碳酸盐形成的年度时间。在这里，我们编译现有的 Δ47 数据，首先考虑最近 Δ47 标准化方法的变化是否会改变明显的季节性偏差。然后我们探讨各种环境参数对土壤碳酸盐 TΔ47 的重要性，并讨论对相关古气候重建的影响。大多数土壤碳酸盐记录的 TΔ47 值高于年平均气温，但残差从 -4 到 +24 °C 不等。大多数观察到的土壤剖面的 Δ47 值不随深度变化。我们发现土壤基质的粒度、降水时间和植被的存在都解释了观察到的季节性偏差的一部分差异，并可用于帮助解释来自古土壤的 TΔ47 值。在一些土壤碳酸盐中，TΔ47 的暖季偏差伴随着土壤水的 δ18O 计算值，似乎偏向夏季降雨的 δ18O。大多数土壤水δ18O估计值在年平均降雨量δ18O值的2‰以内。在可能的情况下，古气候重建应考虑降水时间、土壤质地和植被覆盖，以帮助确定土壤碳酸盐稳定同位素组成的季节性偏差。大多数观察到的土壤剖面的 Δ47 值不随深度变化。我们发现土壤基质的粒度、降水时间和植被的存在都解释了观察到的季节性偏差的一部分差异，并可用于帮助解释来自古土壤的 TΔ47 值。在一些土壤碳酸盐中，TΔ47 的暖季偏差伴随着土壤水的 δ18O 计算值，似乎偏向夏季降雨的 δ18O。大多数土壤水δ18O估计值在年平均降雨量δ18O值的2‰以内。在可能的情况下，古气候重建应考虑降水时间、土壤质地和植被覆盖，以帮助确定土壤碳酸盐稳定同位素组成的季节性偏差。大多数观察到的土壤剖面的 Δ47 值不随深度变化。我们发现土壤基质的粒度、降水时间和植被的存在都解释了观察到的季节性偏差的一部分差异，并可用于帮助解释来自古土壤的 TΔ47 值。在一些土壤碳酸盐中，TΔ47 的暖季偏差伴随着土壤水的 δ18O 计算值，似乎偏向夏季降雨的 δ18O。大部分土壤水δ18O估计值在年平均降雨量δ18O值的2‰以内。在可能的情况下，古气候重建应考虑降水时间、土壤质地和植被覆盖，以帮助确定土壤碳酸盐稳定同位素组成的季节性偏差。我们发现土壤基质的粒度、降水时间和植被的存在都解释了观察到的季节性偏差的一部分差异，并可用于帮助解释来自古土壤的 TΔ47 值。在一些土壤碳酸盐中，TΔ47 的暖季偏差伴随着土壤水的 δ18O 计算值，似乎偏向夏季降雨的 δ18O。大多数土壤水δ18O估计值在年平均降雨量δ18O值的2‰以内。在可能的情况下，古气候重建应考虑降水时间、土壤质地和植被覆盖，以帮助确定土壤碳酸盐稳定同位素组成的季节性偏差。我们发现土壤基质的粒度、降水时间和植被的存在都解释了观察到的季节性偏差的一部分差异，并可用于帮助解释来自古土壤的 TΔ47 值。在一些土壤碳酸盐中，TΔ47 的暖季偏差伴随着土壤水的 δ18O 计算值，似乎偏向夏季降雨的 δ18O。大部分土壤水δ18O估计值在年平均降雨量δ18O值的2‰以内。在可能的情况下，古气候重建应考虑降水时间、土壤质地和植被覆盖，以帮助确定土壤碳酸盐稳定同位素组成的季节性偏差。和植被的存在各自解释了观察到的季节性偏差方差的一部分，并可用于帮助解释来自古土壤的 TΔ47 值。在一些土壤碳酸盐中，TΔ47 的暖季偏差伴随着土壤水的 δ18O 计算值，似乎偏向夏季降雨的 δ18O。大多数土壤水δ18O估计值在年平均降雨量δ18O值的2‰以内。在可能的情况下，古气候重建应考虑降水时间、土壤质地和植被覆盖，以帮助确定土壤碳酸盐稳定同位素组成的季节性偏差。和植被的存在各自解释了观察到的季节性偏差方差的一部分，并可用于帮助解释来自古土壤的 TΔ47 值。在一些土壤碳酸盐中，TΔ47 的暖季偏差伴随着土壤水的 δ18O 计算值，似乎偏向夏季降雨的 δ18O。大多数土壤水δ18O估计值在年平均降雨量δ18O值的2‰以内。在可能的情况下，古气候重建应考虑降水时间、土壤质地和植被覆盖，以帮助确定土壤碳酸盐稳定同位素组成的季节性偏差。TΔ47 的暖季偏差伴随着土壤水的 δ18O 计算值，似乎偏向夏季降雨的 δ18O。大多数土壤水δ18O估计值在年平均降雨量δ18O值的2‰以内。在可能的情况下，古气候重建应考虑降水时间、土壤质地和植被覆盖，以帮助确定土壤碳酸盐稳定同位素组成的季节性偏差。TΔ47 的暖季偏差伴随着土壤水的 δ18O 计算值，似乎偏向夏季降雨的 δ18O。大多数土壤水δ18O估计值在年平均降雨量δ18O值的2‰以内。在可能的情况下，古气候重建应考虑降水时间、土壤质地和植被覆盖，以帮助确定土壤碳酸盐稳定同位素组成的季节性偏差。