全球變化與冰川響應

全球變化與冰川響應（三）第四紀冰川與冰期環(huán)境氣候變化與全球冰川發(fā)育冰蓋發(fā)育的臨界條件二氧化碳和溫度Stratigraphicandchronologicsummaryoftheupper600moftheAND-1Bcoreshowing38sedimentarycyclesofice-sheetadvance,retreatandre-advanceduringthelast5Myr.500萬年以來的38個冰蓋旋回300萬年以來的全球冰量變化全球冰量變化的海洋和冰心記錄冰期與第四紀冰期是第四紀開始的標志

1、冰期是第四紀開始的標志

2、冰期不是第四紀特有的

3、冰期的概念已經(jīng)擴展

4、但第四紀是古冰川研究的核心時段第四紀冰川

第四紀標志性事件——1新物種的大量涌現(xiàn)和人類誕生2第四紀冰期降臨3青藏運動和高亞洲形成地球的平均約為15C°,這種溫度是液態(tài)水存在的邊緣，只要稍稍涼一點，就會使地表冰量增加?，F(xiàn)在的地表平均溫度與冰期最冷時也就差5-10C°LGM冰川覆蓋陸地面積三分之一，約4.0×107KM2，（現(xiàn)在10%，估計約1.5×107KM2）。冰量9.0×107KM3,（現(xiàn)在3.0×107KM3）,另外還有2.0×107KM2的冰緣環(huán)境。其中LGM冰川覆蓋北美1.6×107KM2，

（比現(xiàn)在南極1.4×107還大

）歐洲6.7×106KM2。LGM并不代表第四紀冰川作用的最大范圍。第四紀冰川作用的基本概念“冰期理論”萌發(fā)于18世紀的后20年和19世紀的早期。記住這一事實是重要的：在那時根本無人知道格陵蘭或南極的冰蓋。第一次橫穿格陵蘭是1888年，第一次深入南極內(nèi)陸考察也是20世紀頭10年的事。當時研究人員了解的冰川活動只是阿爾卑斯山和斯堪的納維亞的小規(guī)模山古冰川。第四紀冰川研究的歷史

自從J.L.Aggassiz1840年開創(chuàng)了阿爾卑斯冰川理論研究，A.Penck和E.Bruckner1909發(fā)表《冰期之阿爾卑斯》，提出第四紀四次冰期的學說之后，第四紀冰川學蓬勃發(fā)展，德英俄美等國均先后發(fā)現(xiàn)了相當?shù)谋ǖ貙?，提出了相應的冰期名稱。

ALPINEN.EUROPEENGLANDUSA

WürmWeichselDevensianWisconsin

RissWartheGippingIllinoian

MindelSaaleLowestoftKansan

GunzELsterBeeston

NebraskaDonuaMenapianBaventiaBiber

早期冰期理論框架第四紀冰川研究的幾個階段

經(jīng)典的阿爾卑斯冰期模式時代深海氧同位素和冰期天文理論時代宏觀地貌學（RS）與技術(shù)測年時代冰川沉積測年技術(shù)及其適用范圍14C測年(5萬年以內(nèi))熱釋光(TL)測年(15萬年以內(nèi))電子自旋共振(ESR)測年(整個第四紀)光釋光(OSL)測年(百萬年以內(nèi))宇宙射線(CRN)測年(百萬年以上)

---當然,無論哪種測年,都要首先搞清楚冰川地貌與沉積的分布及其相對的新老關(guān)系中國第四紀冰川青藏高原第四紀研究現(xiàn)狀-冰期劃分

－－－半個世紀幾代人的努力－－－喜馬拉雅珠峰區(qū)希夏邦馬冰期聶聶雄拉冰期基龍寺冰期1基龍寺冰期2喜馬拉雅西段丁松冰期扎納冰期念青唐古拉波密區(qū)古鄉(xiāng)冰期白玉冰期念青唐古拉羊八井區(qū)硫磺山冰期耶巴冰期海龍村冰期橫斷山沙魯里山稻城冰期絨巴岔冰期竹慶冰期橫斷山玉龍山大理冰期麗江冰期云杉坪冰期玉龍（金江，象山）冰期干海子冰期橫斷山貢嘎山區(qū)雅恰拉冰期磨西冰期富林冰期摩崗嶺冰期南門關(guān)冰期雅家埂冰期海螺溝冰期橫斷山梅里雪山蓮花寺冰期瀾滄江冰期明永冰期岷江河谷打色爾冰期雜谷腦冰期喇嘛寺冰期岡底斯山岡底斯冰期色隆冰期岡仁波齊冰期唐古拉山唐古拉冰期扎加藏布冰期巴斯錯冰磧喀喇昆侖洪扎河谷夏諾茲冰期布列吉爾冰期拉那克冰期羌臣摩冰期1羌臣摩冰期2昆侖山昆侖（望昆）冰期泉水溝冰期冰水溝冰期西昆侖山玉龍喀什冰期布拉克巴什冰期里田冰期巴顏喀拉山黃河冰期野馬灘冰期尕拉拉冰期祁連山擺浪河中梁贛冰期長溝寺冰期祁連山大洞溝斜河冰期東溝冰期三岔口冰期祁連山托萊冰期冷龍嶺冰期達板冰期天山烏河源高望峰冰期下望峰冰期上望峰冰期天山托-汗區(qū)阿哈布隆冰期臺蘭冰期破城子冰期1破城子冰期2柯克臺不爽冰期切克達板冰期阿克他什冰期天山博格達區(qū)天臺冰期天山冰期古班博格達果勒1-2阿爾泰山查崗果勒冰期庫木冰期哈拉斯冰期阿爾泰山鐵干查干冰期那倫冰期阿克庫勒冰期阿爾泰山布爾津冰期駱駝脖子冰期哈拉斯冰期阿爾泰山托依托庫冰期烏圖布拉克冰期青藏高原第四紀冰川研究的基本結(jié)論仍然以高大山脈為依托發(fā)育山谷冰川覆蓋整個高原的連續(xù)大冰蓋是不存在的古今雪線均由高原外緣向腹地升高高原東、南部冰川規(guī)模變幅大于西、北部古里雅冰芯與格陵蘭GRIP冰芯所記錄的重大氣候事件對比古里雅冰芯與格陵蘭GRIP冰芯所記錄的重大氣候事件對比近10萬年來青藏高原古里雅冰芯氣候記錄與南極、北極冰芯記錄具有相似變化特征，但青藏高原冰芯記錄的氣候變化頻率和變幅比極地冰芯的大，說明青藏高原對氣候變化的敏感性更大。關(guān)于青藏高原最老冰期ESR年齡中梁贛冰期460ka高望峰冰期470ka稻城冰期571ka云杉坪冰期500-600ka昆侖冰期700ka硫磺山冰期700ka中國西部末次冰期與現(xiàn)代平衡線末次冰期雪線與現(xiàn)代雪線的差值

青藏高原上升及其與冰期氣候耦合示意圖中國第四紀冰川的四大爭論東部第四紀冰川問題（廬山冰川為代表）青藏高原大冰蓋問題青藏高原冰川的時代和發(fā)育模式問題壺穴與泛冰蓋問題冰蓋的爭論

關(guān)于冰臼的報道

網(wǎng)上搜索，1998年以來關(guān)于發(fā)現(xiàn)冰臼的報道百多條，冰臼一詞出現(xiàn)16000多次：特別是央視國際、光明日報、華夏時報等大腕媒體的報道影響很大，中央電視臺還專門制作了所謂冰臼冰川論的科教片不少人熱衷于發(fā)現(xiàn)冰臼，在媒體上炒作萬泉河壺穴是冰臼嗎?

重慶梁平縣云龍鎮(zhèn)龍溪河七里灘水電站水壩附近古冰川的科學之謎太陽輻射變化的放大機制黃土中的記錄南北半球不對稱演化東亞夏季風強度與大氣CH4濃度波動的一致性支持亞洲季風區(qū)對CH4濃度有重要的控制作用

高化學風化強度與高CO2濃度的對應說明季風區(qū)化學風化不是CO2變化的主要原因EDCdD(blue)(Jouzeletal.,2007)EDC-CH4(red)(Loulergueetal.,2008)基本耦合南極冰芯記錄的中布容事件(MBE-~430ka）在亞洲冰期特征中有所顯示，在間冰期氣候中基本沒有表現(xiàn)Mid-BrunhesTransition800ka以來，MIS-13為最冷的間冰期，但在亞洲為夏季風最強、冬季風最弱、內(nèi)陸干旱度最小的間冰期深海洋同位素記錄：MIS-13是800ka以來全球冰量最大的間冰期

大冰蓋與強季風相聯(lián)系海洋環(huán)境異常盡管亞洲風塵通量、夏季風強度分別與大氣CO2、CH4濃度有較好的對應關(guān)系，但兩種溫室氣體濃度的波動總體上與南極氣候更為相似dD(blue)/CH4

（Red）雖然兩半球冰期－間冰期的耦合是第四紀氣候系統(tǒng)的一個基本特征，但這種耦合是相對的、不穩(wěn)定的；兩半球冰蓋的發(fā)展具有一定的相對獨立性HoloceneMIS-13MIS-11冰川欣賞冰山上的冰經(jīng)歷了許多的冰凍和溶解的循環(huán)過程。這個冰凍和溶解的循環(huán)過程是由不斷疊加的冰長時間受到擠壓而產(chǎn)生的巨大壓力造成的。這些不斷疊加的冰變得更加透明，同時冰川上布滿了裂紋和縫隙。這個"冰凍的浪潮"上面將最終臨近海平面并且產(chǎn)生波紋般的綠色冰山。這些顏色和條紋足以讓將來的南極航海家及旅行家大開眼界。從現(xiàn)在開始，我們都將感謝科學家托尼（TonyTravouillon）抓拍到這一張融化前的"波浪"。這些所謂的“翡翠冰山”同樣是由那些非常古老并且沒有氣泡的冰披上美麗的綠寶石或翡翠的綠色外衣所形成。不像藍色的冰塊是由于相對純凈的淡水凍結(jié)而成，綠色的冰塊則是在冰架下面的裂縫中凍結(jié)的海水所形成。在非常罕見的情況下，新產(chǎn)生的冰山在海水中翻了個跟斗，翠青色的底部就展現(xiàn)在水面之上，這使得這些冰山看起來像巨大的綠薄荷糖果。雖然像其他冰山一樣讓人難以置信，但是藍色條紋冰山的條紋比較細小而且非常豐富。通常是由于大量微小氣泡的影響，新結(jié)成的冰看起來都是白色的，而藍色條紋則是因為淡水填充到冰塊的裂縫中并迅速凍結(jié)成冰所形成的。實際上這是一個非常迅速的轉(zhuǎn)換過程，這些冰看起來是藍色的則是因為光譜中藍色的部分被冰塊所反射而同時紅色的部分則被冰塊所吸收。上圖左側(cè)這個“條形碼冰山”是一個特別的例外，因為那些標定的光條紋僅僅在它露出水面部分的一半?yún)^(qū)域出現(xiàn)。實際上，并不是所有的條紋冰山都起源自南極的海域。上圖這個優(yōu)美的條紋冰山是在紐芬蘭島圣·弗朗西斯海角的北大西洋海域被發(fā)現(xiàn)的。上圖是另一個“條形碼冰山”，近距離的物體抓拍讓這個冰山看起來像是在等待開始它那常常的旅程，從寒冷刺骨的南極水中走向幾百英里以北的海域，然后慢慢消融而滅亡。一個對于這種整齊有規(guī)則的藍色條紋的可能解釋是：這些藍色條紋反映了降雪和溫度的季節(jié)性變化，實際上，像這樣的條紋冰山在某種程度上就像那些被砍伐的樹木，它們的年輪記錄著隨著季節(jié)變化而不同的生長速度。實際上條紋冰