2016年04月08日 星期五

研究亮点

Marie-Luce Chevalier(马晓丽)等 - EPSL:青藏高原东南缘冰川扩展受北半球冷却循环双峰式冰期影响

来源:地调局地质所 作者:科技处,马晓丽,吴琼,白明坤 发布时间:2019-12-27

  喜马拉雅-青藏高原造山带是极地以外冰川化程度最高的山地,对其冰川作用时间和范围的研究,可为区域古气候重建、气候模式以及青藏高原在区域和全球范围大气环流中的作用提供重要信息。山地冰川的形成主要受控于温度和降水量,青藏高原的冰川发育主控因素是降温还是降水,这一问题在科学界仍存在很大争议。针对这一问题,中国地质科学院地质研究所首位外籍黄汲清青年人才、自然资源部深地动力学重点实验室Marie-Luce Chevalier研究员(马晓丽)与法国格勒诺布尔-阿尔卑斯大学Anne Replumaz研究员对青藏高原东南缘的古冰碛物进行了系统的冰川沉积学和年代学研究。

  青藏高原东南缘发育大量冰川沉积(图1A)。根据冰川扩展习性,在同一源区,后期冰川常沿前期冰川沉积的冰碛物内侧运动,待气温升高后不同期次冰碛物从外向内、从老至新呈叠瓦状排列(图1B)。根据冰碛物这一分布特征,本研究在甘孜、康定、理塘等地区进行了大量野外调查,对冰碛物山脊之上采集的66个样品进行了10Be宇宙成因核素测年,其中8个样品的年龄为最新数据,58个样品的年龄为作者前期已发表的数据。此外,对前人在藏东南23处冰碛物之上的70个样品的年龄数据进行重新处理和统计学分析(图1)。

     

  

  1古冰碛物具体位置示意图及内、外侧古冰碛物野外照片

  研究结果表明,青藏高原东南缘分布的内侧古冰碛物年龄均集中在14-25 ka,这与末次盛冰期深海氧同位素阶段MIS-2(或LGM)十分契合,说明MIS-2为藏东南地区的主要冰期(图2、图3B)。而外侧古冰碛物具有完全不同的分布样式,其年龄在10-200ka的范围内较为分散,妨碍了对年龄分布进行统计分析,进而影响了另一冰期阶段的确定(图2、图3A)。但值得庆幸的是,在川西措普地区保留了一处发育完好的叠瓦冰碛,其外冰碛最古老的年龄与MIS-6190-130 ka)相对应(图2D)。

  

  2 措普地区古冰碛物野外照片及测年数据

   136个古冰碛物样品的10Be年龄汇编可知,青藏高原东南缘主要冰期为双峰型,在MIS-2MIS-6处出现峰值(图3)。值得指出的是,前人提出青藏高原冰川扩展是由MIS-3冰期丰富降水量和较高温度所致,但在本研究中并没有发现与MIS-3冰期相对应的古冰碛物,因此推断青藏高原东南缘的冰川扩展对温度变化的反应比降水量更为敏感。本研究结果指出了青藏高原东南缘的冰川扩展主要受北半球冷却循环降温因素的影响,且该地区主要的冰川时期为MIS-2MIS-6两个阶段。

  

  3 青藏高原东南缘古冰碛物年龄汇总与深海同位素阶段(MIS)对比图

  青藏高原地质历史时期冰川形成时间和范围的确定,对于重建区域古气候、了解高原低纬度地区大气环流变化具有非常重要的意义。上述研究受到国家自然科学基金(项目号4167221041672211)、地质调查项目(项目号DD20160022)、中国地质科学院基本科研业务费(项目号J1528),以及中国奖学金委员会/法国教育部蔡元培项目(项目号27968UC)联合资助。该项目成果发表于知名地学期刊《Earth and Planetary Science Letters》。(Marie-Luce Chevalier*, Anne Replumaz. Deciphering old moraine age distributions in SE Tibet showing bimodal climatic signal for glaciations: Marine Isotope Stages 2 and 6. EPSL. 2019507, 105-118。链接https://doi.org/10.1016/j.epsl.2018.11.033)。

  

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