【摘要】：冰川是氣候變化靈敏的指示器,第四紀(jì)期間氣候冷暖交替,在冰川作用區(qū)留下了豐富的冰川作用遺跡,是恢復(fù)過去冰凍圈環(huán)境變化最直接的證據(jù)。祁連山位于青藏高原東北緣,在第四紀(jì)中,山體構(gòu)造運(yùn)動強(qiáng)烈,與冰期氣候相耦合留下了典型、豐富的冰川遺跡。此外,祁連山位于季風(fēng)邊界的邊緣,同時受到西風(fēng)和亞洲季風(fēng)變化的共同影響。對祁連山第四紀(jì)冰川進(jìn)行數(shù)值定年和基于古冰川變化定量重建古氣候,不僅可以構(gòu)建青藏高原東北緣第四紀(jì)冰川演化的時間序列,而且對探討不同環(huán)流系統(tǒng)下冰川發(fā)育模式的異同及其驅(qū)動因素的研究等方面都具有重要意義。針對祁連山西段七一冰川谷地、中段擺浪河和東段老龍灣三個區(qū)域的第四紀(jì)冰川遺跡進(jìn)行詳細(xì)地貌地層學(xué)研究的基礎(chǔ)上,首先運(yùn)用~(10)Be暴露定年測定了三個區(qū)域冰磧物的暴露年代,建立起了祁連山古冰川演化的絕對年代框架;再基于該框架和保存較好的冰磧地形,應(yīng)用冰川縱剖線模型重建了七一冰川谷地小冰期(little ice age,LIA)與擺浪河Heinrich1(B-H1)、全球末次冰盛期(global last glacial maximum,LGM_G)、MIS3中期及老龍灣Heinrich1(L-H1)、新仙女木事件(Younger Dryas,YD)、全新世早期(early Holocene,eH)的古冰川表面高程,進(jìn)而應(yīng)用基于古冰川ELA的氣候重建模型(ELA處氣溫與降水關(guān)系模型(P-T模型)、氣溫遞減率模型(LR模型)和能量 物質(zhì)平衡模型(EMB模型))和基于古冰川物質(zhì)平衡的氣候重建模型(度日模型)模擬了各次冰進(jìn)時的古氣候特征,初步得到以下幾個結(jié)論:(1)祁連山地區(qū)冰磧壟上漂礫的~(10)Be暴露年代結(jié)果分別0.23±0.03~0.40±0.05ka、9.87±1.02~10.44±1.07 ka、10.44±1.07~12.09±1.05 ka、12.21±1.20~14.48±1.42ka、17.85±1.78~19.71±1.91 ka、22.09±2.15~30.49±3.01 ka、35.25±3.52~47.07±4.71ka、42.66±4.62 ka~46.50±5.10 ka和107.27±10.88~123.82±12.59 ka�；诘孛驳貙雨P(guān)系和測年結(jié)果,確認(rèn)祁連山地區(qū)第四紀(jì)以來至少經(jīng)歷了MIS6(中梁贛冰期)、MIS6(長溝寺冰期)、MIS3中期、LGM_G、H1、YD、全新世早期和小冰期等8次規(guī)模較大的冰川作用。七一冰川外圍的2套冰磧分別沉積于LIA和MIS3中期;老龍灣存在對應(yīng)于H、YD和H1的冰進(jìn)事件,H1冰磧壟外圍的兩套冰磧壟則可能分別為MIS2(LGM_G)和MIS3中期的冰川沉積;擺浪河谷地的5套冰磧分別對應(yīng)于H1、LGM_G、MIS3中期、MIS6和MIS6,其中中梁贛冰磧因無法進(jìn)行~(10)Be暴露定年,僅依據(jù)沉積的地貌部位確認(rèn)其應(yīng)老于MIS6,結(jié)合早期的ESR年代數(shù)據(jù)推斷其可能形成于MIS12,是本區(qū)也是祁連山迄今為止發(fā)現(xiàn)的最老冰川作用。(2)基于七一冰川已有的物質(zhì)平衡線高度(equilibrium-line altitude,ELA)數(shù)據(jù)推算其現(xiàn)代ELA(1981~2010年的平均ELA)為4824 m,依據(jù)周邊1981~2010年的平均氣象數(shù)據(jù)及現(xiàn)代ELA處夏季氣溫與年降水量間關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)公式推算出擺浪河和老龍灣的現(xiàn)代ELA分別為4691 m和4642 m�；诒ǹv剖線模型,重建出LIA、eH、YD、B-H1、L-H1、和MIS3中期冰進(jìn)時古冰川的長度分別為3.6 km、4.9 km、7.3 km、7.3 km、10.8 km、9.3 km和10.6 km。根據(jù)重建的古冰川范圍及其表面高程,應(yīng)用末端至冰斗后壁比率法(toe-to headwall altitude ratio,THAR)、積累區(qū)面積比率法(accumulation area ratio,AAR)和面積 高程平衡率法(area altitude balance ratio,AABR)法估算了LIA、eH、YD、B-H1、L-H1、LGM_G和MIS3中期古冰川的ELA,并考慮到冰后期構(gòu)造抬升(七一冰川和擺浪河抬升速率為3.09 mm/a,老龍灣抬升速率為1 mm/a)的影響,估算出當(dāng)時相應(yīng)的ELA分別為4772 m、4332 m、4240 m、4276 m、4177 m、4026 m和3940 m,較之現(xiàn)代分別降低了52 m、310 m、402 m、423 m、465 m、638 m和751 m。(3)基于P-T模型、LR模型、EMB模型和度日模型,依據(jù)已有的研究資料設(shè)定LIA、eH、YD、B-H1、L-H1、LGM_G和MIS3中期冰進(jìn)時降水分別為現(xiàn)代降水的0.4~1、0.8~1.5、0.5~1、0.5~1、0.3~1和0.5~1的背景下,相應(yīng)的氣溫降低值可達(dá)0.1~5℃、-0.9~3.8℃、2.5~6.5℃、2.2~7℃、3.3~9.4℃和3.9~7.4℃。與現(xiàn)代相比,LIA、YD、H1、LGM和MIS3中期氣溫降低、降水減少,冰進(jìn)的主要驅(qū)動因素為氣溫的降低,而eH降水較多、氣溫降低,較低的氣溫與豐沛的降水相耦合是驅(qū)動這次冰進(jìn)的主要因素。該區(qū)域局地末次冰盛期(local last glacial maximum,LGML)出現(xiàn)于MIS3中期而非LGM_G時,是由于MIS3中期較低的氣溫(與現(xiàn)代相比)與較為豐沛的降水(與LGM_G相比)相耦合的結(jié)果,而LGM_G時極少的降水(最低時僅相當(dāng)于現(xiàn)代的30%)限制了其冰川規(guī)模的擴(kuò)張。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：P343.6;P532

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2384235