冈底斯山东段第四纪冰川演化及其气候响应机制研究——以申扎杰岗日为例

Study on the Quaternary glacial evolutions in the Tibetan Plateau and its surroundings could provide valuable information for climate changes in these regions. Such studies have been widely implemented throughout the Tibetan Plateau, such as the eastern Gangdise Mountains. However, the paucity of adequate glacial chronologies impedes to clarify the climatic mechanisms that force glacial advances in the eastern Gangdise. This in turn hinders to make climate changes clear not only in this region but also across the Tibetan Plateau. To test the role of precipitation and air temperature in driving glaciations in the eastern Gangdise, this proposal aims to examine glacial histories there by developing 10Be surface-exposure chronologies and reconstructing glacial equilibrium-line-altitudes in the Xainza Gangri, eastern Gangdise, and comparing glacial timing and extent in local and regional scales.

青藏高原及其周边山地第四纪冰川演化研究对于理解其环境变迁等有重要意义。处于青藏高原西风带和亚洲季风交互区的冈底斯山东段，冰川地貌及冰期演化研究虽然早已开展，但缺乏足够的冰川地貌绝对年龄来约束冰期演化序列，需要对这里的冰川演化序列进行测年研究。这不仅是青藏高原第四纪冰川研究的内在要求，也是理解本区冰川演化对气候的响应机制的关键。本项目拟通过详细地野外地貌调查，运用10Be暴露测年技术，建立冈底斯山东段申扎杰岗日地区完整的第四纪冰期年代序列，恢复古冰川规模和平衡线高度；通过对比分析该地区与青藏高原其他地区冰期时代及古冰川空间分布特征的异同，揭示该地区冰进的气候驱动机制，为深入认识西风和亚洲季风交互区的冰川演变规律及其对气候变化的响应机制提供科学依据。

地处冈底斯山东段的申扎杰岗日主峰——甲岗峰，气候上处于西风和亚洲夏季风交汇区。该区末次冰期冰川变化的时空特征和规律对揭示这两大环流的变迁等具有重要意义，同时也是青藏高原第四纪冰川研究的重要内容。本项目利用43个冰川漂砾的10Be暴露年龄，将该区7次末次冰期冰川作用的时代限定为：61.9±3.8ka、43.2±2.6ka、35.1±2.1ka、29.8±1.8ka、27.9±1.7ka、21.8±1.3ka、15.1±0.9ka。这表明该区末次冰期冰川最大规模可能出现在MIS4，而MIS3期间发生了2次冰川进退事件。随后4次冰川进退事件的时代分别对应MIS3和MIS2过渡期、MIS2早期、LGM、H1。通过与气候记录对比分析发现，该区末次冰期冰川变化可能与北大西洋千年尺度气候波动遥相关，而这种规模逐渐退缩的冰川发育模式受控于亚洲夏季风降水的变化。此外，项目组还对西念青唐古拉山穷母岗日峰南侧却母曲沟末次冰期冰川地貌进行了暴露测年研究，确定了该区LGM冰进的具体时代（20.5ka）。利用冰川物理模型，重建了该区LGM时的冰川规模：冰川面积36.3km2，冰川体积3.21km3，冰川平均厚度89m。根据多种方法重建的LGM平衡线高程为5463-5583m，比现在低约244-364m，并据此恢复了该区LGM时的气温和降水组合：气温比现在低约2.6-4.6ºC，降水较现在少30-70%。