南极洲柯林斯冰帽冰芯火山灰的主要矿物特征

柯林斯(Collins)冰帽位于南极洲南设得兰群岛的乔治王岛上,冰帽总面积达1300km~2,占全岛面积的90%.1992年5月～10月中国国家南极科学考察队对柯林斯冰帽进行了较为系统的冰川学考察,并在柯林斯冰帽西南小冰穹钻取了6支冰芯,发现有多层火山灰沉积层,为确定南极地区火山活动序列提供了有力证据.研究用的冰芯位于小冰穹顶,海拔252m,全长80.36m,是所有冰芯中最长的一支.我们对其中的火山物质成分进行了初步研究,本文重点讨论火山灰的矿物学和矿物化学特征.1 一般特征冰芯中火山灰的分布状态可分为三种类型:(1)明显的致密层状态沉积物,厚约Icm(图1;(2)黑色呈小团块或聚片状分散在约3cm厚的范围内;(3)呈点状或局部聚合成小片状分     

青藏高原冰芯积累量的近期变化

研究结果表明: 喜马拉雅山中段(珠穆朗玛峰东绒布冰川和远东绒布冰川, 希夏邦马峰达索普冰川)的冰芯积累量自20世纪50年代以来急剧减小, 与北半球低纬地区(5°~35°N)和印度降水的变化趋势一致; 而青藏高原中部和北部地区(唐古拉山小冬克玛底冰川, 西昆仑古里雅冰帽和祁连山敦德冰帽)的冰芯积累量在相同时段内有增加的趋势, 与北半球中、高纬地区(35°~70°N)降水变化趋势一致.相比而言, 冰芯积累量变化幅度更为显著, 表明高海拔地区对气候变化的异常敏感性.20世纪60年代北半球气候系统和亚非夏季风系统的突变可能是造成青藏高原冰芯积累量变化的原因.     

青藏高原冰芯积累量的近期变化

研究结果表明:喜马拉雅山中段（珠穆朗玛峰东绒布冰川和远东绒布冰川,希夏邦马峰达索普冰川）的冰芯积累量自20世纪50年代以来急剧减小,与北半球低纬地区（5°～35°N）和印度降水的变化趋势一致;而青藏高原中部和北部地区（唐古拉山小冬克玛底冰川,西昆仑古里雅冰帽和祁连山敦德冰帽）的冰芯积累量在相同时段内有增加的趋势,与北半球中、高纬地区（35°～70°N）降水变化趋势一致.相比而言,冰芯积累量变化幅度更为显著,表明高海拔地区对气候变化的异常敏感性.20世纪60年代北半球气候系统和亚非夏季风系统的突变可能是造成青藏高原冰芯积累量变化的原因.     

青藏高原古里雅冰芯中NO3-浓度与太阳活动

恢复了古里雅冰芯中NO- 3浓度近 10 0 0多年来的时间变化序列 ,并对其进行了谱分析 ,发现在该冰芯NO- 3浓度的变化中存在与太阳活动的多种周期相一致的周期 .该冰芯中NO- 3浓度的长期变化趋势与太阳活动强弱的各种指标的对比表明 ,其长期变化趋势与太阳活动呈现正相关关系 .古里雅冰帽地区降水中NO- 3浓度的变化滞后于太阳活动约 1 5a .     

冰芯研究的过去、现在和未来

冰芯与气候和环境变化关系的研究是通过从冰川(包括冰盖和冰帽及其他类型的冰川)中钻取冰样,检测过去气候与环境变化、监测现代气候与环境变化、预测未来气候与环境变化的一个多学科交叉性前沿研究领域.通过对冰芯中气候与环境信息的研究,可揭示近至现代、远至过去几十万年的气候、环境特征,同时也可通过与现代气象记录的结合,提高预报未来气候变化的能力冰芯研究的思想最初由H.Bader 于1954年提出,C.C.Langway等人又进一步发展和实践了这一思想.第一根穿透整个冰盖的冰芯计划是1966年在格陵兰Camp Century实施的.其后相继完成的有1968年实施的南极Byrd Station冰芯计划、1979年实施的南极Dome C冰芯计划以及80年代初在南极实施的Vostok冰芯计划和在格陵兰实施的Dye 3冰芯计划等.1989年至1990年,秦大河等通过国际横穿南极科学考察,实施了大范围浅     

东南极780年来DT263冰芯中的火山喷发记录研究

地球上的火山活动使南极冰盖中沉积了超高含量的非海盐硫酸根离子. 通过对东南极Dome A边缘DT263冰芯进行的离子成分化学分析, 得到了详尽的硫酸根离子记录. 利用火山定年标志层并结合Na⁺季节性变化特征进行定年, 确定冰芯连续积累了780年(1215~1996年). 1800~1460年期间当地年均积累率强烈低于该阶段前后的积累率, 该时期与已在北半球找到众多存在证据的“小冰期”气候事件时间相吻合. 火山成因的非海盐硫酸根离子浓度异常峰值说明冰芯中明显记录了至少17次火山活动. 对比其他几支南极冰芯, 一些著名火山信号的强度存在明显差异, 可能与不同冰芯钻探地点积累率、微地形、冰雪的原地堆积和重新分配作用差异、火山物质传输途径的不同、以及硫酸根离子化学分析测量技术等因素有关. 南半球中、高纬度地区的火山喷发对南极冰雪内火山信号强弱的影响明显大于低纬度地区的火山.     

青藏高原冰芯有多老?

冰芯定年是冰芯研究的第一步,也是冰芯研究结果的根本立足点.1992年西昆仑山地区钻取的古里雅冰芯据称超过500ka,而其他青藏高原冰芯(包括距古里雅冰芯钻取点～30km的崇测冰芯)年代囿于全新世范围.通过对比崇测冰芯与古里雅冰芯的稳定同位素剖面,表明二者具有显著的一致性,因此二者的年龄范围应该类似,即古里雅冰芯初始定年结果可能比实际值高估了～2个量级.若上述青藏高原冰芯年代框架得以最终证实,则需要重新审视青藏高原冰芯的以往重建结果、以及青藏高原冰川作用异时性等诸多科学问题.     

青藏高原冰芯高分辨率气候环境记录研究进展

青藏高原冰川高分辨率连续记录了过去气候环境变化信息.通过多种代用指标的分析可以重建气候变化历史.稳定同位素是冰芯记录的重要指标之一,通过青藏高原现代降水同位素过程的研究明确了大气降水中稳定同位素与气温的关系,奠定了青藏高原冰芯古气候学研究的理论基础.通过青藏高原不同地区冰芯稳定同位素记录研究,恢复了末次间冰期以来不同时间尺度的气候演化历史,冰川积累量变化揭示了过去降水量的变化过程;青藏高原冰芯中也保存了一系列的近代人类活动记录.此外,从青藏高原冰芯记录中提取了冰芯微生物种群及数量变化的信息,有助于进一步解释过去气候环境变化,获得了冰芯中古气候环境变化研究的新指标.     

末次间冰期以来古里雅冰芯微粒记录与极地冰芯的对比

通过古里雅冰芯中δ18O与微粒含量的研究, 恢复了末次间冰期以来青藏高原大气粉尘和环境变化的历史. 记录显示, 青藏高原在末次间冰期时处于低粉尘值, 105 ka时高原上的粉尘浓度开始升高. 约75 ka左右进入冰期后, 微粒浓度大幅度剧增, 并在末次冰期早期(MIS 4阶段)达到了最高水平. 在末次冰盛期, 古里雅冰芯中微粒含量的增加并不显著, 与南极和格陵兰不同. 在轨道时间尺度上, 温度和北半球高纬夏季太阳辐射与微粒记录都有良好的相关性, 但也存在幅度和相位上的差异. 青藏高原及其外围山地的冰芯记录反映的是中亚粉尘源区以及粉尘传输起始阶段的变化, 而格陵兰冰芯记录反映的是粉尘最终的沉积状况, 二者的意义是不同的.     

7000m处冰芯的初步研究

冰川是自然界在特殊环境下的特殊创造物,也是过去环境变化最可靠、最保真的天然档案馆.因此,从冰川中揭示过去环境变化的冰芯研究成为环境研究的前沿热点领域.科学家已通过南、北极冰芯研究,阐明了过去40万年(南极)和30万年(格陵兰)以来气候环境变化特征.但科学家们在试图通过南、北极冰芯解释全球气候环境变化机制时,遇到了挑战.这就是没有中纬度地区的冰芯研究作桥粱,两极地区的冰芯研究就不能很好地在全球尺度上联系起来,也就难以最终解决全球气候环境变化的机制问题.青藏高原是中纬度冰芯研究最理想的地区.青藏高原的冰芯研究可以在全球…     

珠穆朗玛峰东绒布冰芯1800 AD以来的火山活动记录

通过元素Bi的含量, 研究了珠穆朗玛峰东绒布冰芯记录的1800 AD以来的9次强火山活动的信号. 结果表明, 东绒布冰芯中Bi含量的变化对关键区域的强火山活动有很好的记录, 这为山地冰芯定年提供了很好的标志层, 并为开展更长时间序列的山地冰芯火山记录研究提供了基础.     

古里雅冰芯中的新仙女木期事件记录

新仙女木期(Younger Dryas)的命名来源于欧洲斯堪的纳维亚埋藏在地下的CtopertalaDryas植物的叶子和果实.这种植物是当地新仙女木期(简称YD)气候变冷的指示物.欧洲早在一个世纪以前就认识到YD的存在.后来北大西洋沿岸地区的许多孢粉资料证实,西欧及北美许多地方在11～10ka B.P.~(14)C年代时气候发生突变.由于当时缺乏该区以外YD事件的资料,因此YD事件被认为是局部性事件,并认为其原因很可能是晚冰期全球性增温使北极的浮冰和冰融水注入北大西洋深层水(NADW)形成的,造成北大西洋地区温度迅速下降,气候变冷.近20年来南欧、北美东部、南阿尔卑斯山、太平洋和南极、北极格陵兰地区的孢粉、冰碛物、冰芯等都指示出Younger Dryas时期的气候剧变.在中国青藏高原湖区和内蒙古孔赉诺尔湖以及陕西沙漠/黄土过渡带高分辨率湖沼泥炭记录中也均发现在11～10ka B.P.期间气候有明显的突变.这引起了学者们对YD的浓厚的兴趣,并认为这个事件可能是一个全球性气候事件.本文以1992年中美联合在青藏高原古里雅冰帽钻取的长达308m的高分辨率冰芯为对象,以该冰芯155～162m之间对应于晚冰期向全新世过渡段的δ ~(18)O测试结果为依据,研究了记录在古里雅冰芯中的YD气候事件.因其测年的高分辨率,它是中国唯一可与格陵兰冰芯晚     

青藏高原希夏邦马冰芯中的环境变化信息

1996年8月中美联合冰芯考察队在青藏高原希夏邦马峰达索普冰川(长105ｋｍ,面积2167ｋｍ2,28°24′Ｎ,85°46′Ｅ),攀登到海拔7000ｍ以上的冰雪平台,利用手摇钻钻取了18和20ｍ2根冰芯,首次取得世界山地冰川海拔最高的冰芯,这对该地区大气环境和气候研究都具有重要意义.由于该地区海拔高、气候寒冷、消融微弱,所以粒雪年层保存完好,成冰作用以重结晶为主,是该地区冰芯研究的理想部位.本文根据20ｍ冰芯的分析结果,探讨了冰芯记录的希夏邦马地区的环境变化信息.图1　达索普冰川海拔7000ｍ冰芯中δ18Ｏ,ＳＯ2-4,ＮＯ-3和Ｃａ2 随深度的变化1　离…     

南极冰芯定年综述

定年研究是冰芯研究的基石.为此,本文综述了南极冰盖冰芯定年研究的最新研究进展.南极冰芯定年的主要方法有:利用季节性参数(δ18O、主要离子和微粒等)的季节变化特征,参考层位(如放射性物质参考层和火山事件参考层)、放射性同位素、理论模型、冰孔内古温度记录和同其他记录比较等.各种定年方法适用的时间尺度不同,精度也不一样.在实际应用中,应利用各种方法对冰芯进行综合交叉定年,才能得到较为精确的时间序列.     

南极洛多姆冰帽BHQ钻孔冰组构特征

我国学者对南极现代冰川的研究是1982年从南极东部维尔克斯高原北缘的洛多姆冰帽开始的,曾发现该冰帽存在完整而有规律的成冰带谱。位于冰帽边缘的消融带,元月份平均温度在0℃以上,夏季有消融,而冰帽顶峰附近的重结晶带则完全没有融化。1983年将该冰帽     

沙鲁里山第四纪地貌发育与环境演变

沙鲁里山地质地貌显示, 第三纪晚期形成的夷平面在上新世末第四纪初解体, 在夷平面的一些部位出现裂谷盆地, 接纳河湖相沉积, 这是本区对青藏运动A幕的响应. 此后高原持续脉动上升, 由于构造断陷作用, 兼之金沙江和雅砻江一些大的支流的伸入切割, 形成若干断陷-河流谷地以及最早的阶地. 至少在昆黄运动后的600~550 kaBP, 本区夷平面一般达到约3500~3700 m的高度, 与全球冰期气候相迎合, 发生横断山系迄今发现的最早的冰川作用. 与此同时, 本区北部甘孜一带, 出现与冰川作用相伴随的黄土沉积. 末次冰期时, 沙鲁里山已接近现在高度, 发生了诸如稻城冰帽、新龙冰帽以及一些巨大的山谷冰川, 留下了青藏高原最壮观的冰川堆积.     

珠穆朗玛峰东绒布冰芯微粒来源示踪

首次通过Sr-Nd-Pb同位素示踪方法, 研究了珠穆朗玛峰(以下简称: 珠峰)东绒布冰芯中不溶性微粒的来源. 结果表明, 冰芯污化层样品中的微粒主要来源于局地粉尘源; 而非污化层样品的同位素组成和印度西北干旱区的结果接近. HYSPLIT模式的空气轨迹分析表明, 印度西北部发生尘暴时, 到达冰芯采样点的气流首先要经过该地区, 进一步验证了东绒布冰芯中微粒来源于印度西北部的可能性.     

南海南部近20万年沉积序列与古气候变化关系

ＮＳ－９３－５柱状样取自南海南部陆坡的平缓台阶上,该处保存了晚第四纪以来正常海洋环境的稳定沉积记录。通过研究建立了南海南部８海区高分辨率的近２００Ｋａ以来有沉积序列和氧同位素地层剖面,通过与ＧＩＳＰ２冰芯等垢对比分析,初步提示并探讨了霜次间冰期以来反映短尺度气候快速变化的Ｄ／Ｏ事件１－２１和Ｈｅｉｎｒｉｃｈ事件Ｈ１～Ｈ６在南海南部的沉积记录,表明近２００ｋａ来南海南部与北极地区存在着古气候的遥相关     

慕士塔格冰芯记录的近50年来大气中铅含量变化

分析了慕士塔格冰芯记录的过去45年以来Pb浓度变化. 研究发现, 冰芯中Pb浓度从1973年开始大幅度升高, 中间分别在1980和1993年附近出现了两个高值阶段, 从1993到现在, Pb浓度又逐渐开始降低. 研究表明, 慕士塔格冰芯中Pb浓度变化主要与来自于西面的中亚5国Pb工业活动有关, 而当地的人类活动的影响有限.     

科学家发现最古老的冰

<正>近日,美国普林斯顿大学的科考队在南极钻取到具有270万年历史的冰芯,创下至今最古老冰芯的纪录。科学家表示,这块冰芯或许可以揭开冰川时期形成的原因。同时,以此为线索,该科考队将回到该冰芯发现的地点,寻找更古老的冰块,以期为地球气候的未来发展,提供可能的参照。据报道,该冰芯内部存在气泡,也就意味着它封存着270万年前地球的温室气体。通过对该气泡的研究,科学家发现