贡嘎山地区古冰川演化序列及其气候驱动机制研究

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青藏高原东缘的极高山地—贡嘎山是横断山脉最大的现代冰川作用中心,发育有对气候变化非常敏感的典型季风海洋型冰川,同时正处于东亚和南亚季风的交汇区。第四纪期间的冰期-间冰期旋回使该区域经历了多次冰川作用,并留下了诸多轮廓层次清楚、序列齐全的冰川作用遗迹。该区域古冰川演化序列的精准定年及各期次冰川发育所需古气候的模拟工作,不仅可以建立起青藏高原东缘极高山地古冰川作用时代和范围的精细标尺,还能可靠地反演出古冰川演化的气候驱动机制;对从机理上解读区域间冰期的同时性或异时性问题以及古气候模拟研究都具有十分重要的意义,还可为预测冰川未来变化趋势提供更多的相似型或早期的信号。本文以该区域第四纪冰川作用遗迹作为研究对象,在详细的地貌地层学和冰川沉积学研究的基础上,首先对贡嘎山西坡贡嘎沟子梅和魏石达两个阶段冰碛进行10Be暴露定年,再结合东坡已有冰川沉积的年代数据,建立了较为可靠且完善的贡嘎山古冰川演化的绝对年代序列;然后,运用基于古冰川物质平衡的2-D冰川流动模型模拟出了冰川作用遗迹保存较为完整的MIS3中期、全球末次冰期最盛期(global last glacial maximum,LGMG)、Heinrich1(H1)、全新世早期、新冰期和小冰期的古冰川规模以及各阶段冰川发育所需的古气候状况,进而探讨了各次冰进的气候驱动机制,初步得到的结论如下:1.贡嘎山西坡贡嘎沟子梅阶段和魏石达阶段冰碛垄上的10Be暴露年代分别为16.55±1.6118.62±1.80 ka(n=8)与10.00±0.9910.52±1.03 ka(n=6),可能分别对应于晚冰期的H1和全新世早期;结合贡嘎山东坡已有冰川沉积年代数据,确认贡嘎山地区第四纪以来至少经历了MIS6、MIS3中期、LGMG、H1、全新世早期、新冰期以及小冰期等7次较大规模的冰进,表明该区的古冰川不仅记录到了冰期–间冰期尺度的气候变化信息,也能灵敏地响应亚轨道尺度气候波动的影响。2.基于2-D冰川流动模型模拟获得贡嘎山贡嘎沟H1和全新世早期的古冰川面积为65.8 km2和66.47 km2,冰量为9.9811.44 km3与9.811.15 km3;海螺沟MIS3中期、LGMG、新冰期和小冰期的古冰川面积为111.1 km2、85.1 km2、66.85km2以及54.5 km2,冰量分别为15.0716.19 km3、8.8710.71 km3、7.367.49 km3和5.75.96 km3。当降水与现代相当时(?P=100%),MIS3中期、LGMG、H1、全新世早期、新冰期和小冰期的气温需分别比现代降低8.4°C、6.0°C、3.0°C、2.4°C、3.0°C和1.7°C。3.基于已有的古降水资料,设定贡嘎山MIS3中期、LGMG、H1、全新世早期、新冰期和小冰期冰进的降水分别为现代140%200%、40%80%、50%100%、100%130%、100120%以及80100%时,气温需分别较现代降低5.06.8°C、6.99.2°C、3.04.8°C、1.62.4°C、2.23.0°C以及1.72.5°C;LGMG、H1、新冰期和小冰期冰进主要是由气温降低驱动,MIS3中期与全新世早期冰进则为较丰富降水和低温共同驱动。
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