关于冰期演化三个问题的讨论

施雅风和李吉均（１９９４）在总结８０年代以来中国冰川学研究的新进展中,提出了３个有待深化和争论的问题：１）不同地区最大冰期出现先后差别的原因尚不清楚;２）是否存在一种与季风区相反的模式,即冰期与雨期同步;３）在冰期变化中“气候因素与构造因素何者为主”。这３个问题也可以说是本世纪冰川学研究留给下世纪的３个问题。它的解决只有冰川学、气候学和地球动力学等的结合才有可能。文章拟对此３种问题提点看法,以期“     

阿尔卑斯山地区第四纪冰川最新研究

阿尔卑斯山是冰川学和第四纪冰川学的诞生地. 第四纪冰川学在全球发展, 最初以Penck在阿尔卑斯山建立的模式为脚本. 此后, 阿尔卑斯山一直是欧洲第四纪山地冰川变化研究的核心地区. 笔者以为, 该区研究对中国第四纪冰川研究仍然具有参照意义, 故有必要简要但较为系统地介绍一下其研究概况与最新进展. 百年以来, 欧洲学者根据新发现的冰水砾石层, 将Penck的4次冰期模式发展为7次冰期. 即在贡兹(Günz)冰期之前增加了巴伯尔(Biber)冰期和多瑙(Donau)冰期, 在贡兹冰期和民德(Mindel)冰期之间增加了哈斯兰(Haslach)冰期, 并对其年代学进行了不少探索. 认为多瑙冰期可能在上新世和更新世之间, 但迄今, 这些较老的冰期年代仍存在很大不确定性. 里斯(Riss)冰期、 武木(Würm)冰期已获得较多的宇宙核素暴露年代. 特别是欧洲学者对许多谷地中保留的多道冰川堆积进行年代学研究, 获得大量的宇宙核素暴露年代数据, 揭示末次冰期最盛期以来, 冰川在总体退缩的大趋势下, 发生规模依次减小的冰进事件, 和北欧冰后期历次气候变化的其他记录相呼应.     

南极冰川学的发展、热点及展望

南极地区自然界现存的冰雪体,是南极冰川学研究的对象。南极冰雪体及其变化对全球水体的分布和循环以及气候、环境演变具有十分重要的影响,因而使南极冰川学研究不仅在南极科学中处于主要地位,而且在全球变化研究中举足轻重。 南极冰盖巨厚的冰雪内保留有数十万年乃至上百万年地球环境和气候变化的详细记录,冰芯综合研究受到高度重视。目前,南极冰川学正在向大尺度宏观方向和冰体内部微观方向两个方面迅速发展,涉及的学科更加广泛。其热点为:1、冰盖的物质和动态平衡——海平面和气候变化;2、冰芯综合研究。 中国南极研究起步较晚,南极热的兴起仅是最近十年的事情,总体水平与国际先进水平相比存在较大差距。为此,笔者提下列几点建议:1、南极冰川学是一门国际性很强的学科,其研究工作只能从横向与各国同行相比,要求研究内容具有国际水平;2、为接近和达到国际水平,需要培养一批年富力强、德才兼备的南极冰川学科研骨干队伍;3、抓紧建设南极冰川学实验室的建设;4、切实加强国内各部门、各学科之间的联系和合作。     

关于冰期成因问题的探讨

在地质历史上曾出现过几次大冰期。其中最近的两期都是全球性的,时间也比较确定。它们是第四纪大冰期(发生在近二百万年)和晚古生代大冰期(距今约2-3亿年)。在每一次大冰期中,又可分为几个冰期和间冰期。在大冰期之间是非冰期。关于气候变迁的原因或冰期的成因问题,在科学界至今还是一个“谜”。虽然前人曾提出过各种各样的理论,但是正如李四光(1972)和施瓦茨巴克(Schwarzbach,1974)等所指出的:这些论点都不足以说明气候变迁的原因或冰期的成因问题。近几十年来,大量新的科学资料的积累,尤其在海洋研究方面所取得的进展,为这个问题的解决提供了素材。     

从《地理环境与冰川学研究》一书看施雅风学术思想的发展

施雅风院上所著《地理环境与冰川学研究》一书已于１９９８年问世．这是从作者６０余年学术生涯中的３００余篇学术论文中进选出的７２将共约１００万字的论文精华,基本概括了施雅风院士在地理学和冰川学研究的主要成果,反映了作者学术思想的形成和发展过程．１初霉锋芒...     

访问欧洲三国所见国际冰川学研究的现状

1978年9月14日—10月20日,我们一行四人以中国科学院冰川学代表团名义出席了在瑞士举行的“世界冰川目录国际讨论会”,会后访问了瑞士、法国和英国十九个与冰川学研究有关的机构。这次会议和访问使我们开阔了眼界,增长了知识,结交了朋友,比较具体地了解了国际冰川学研究的情况及我国冰川学与国际先进水平之间的差距。     

柴达木盆地一里坪石膏~(230)Th定年及成盐期与第四纪冰期和构造运动的关系

本文采用多接收电感耦合等离子体质谱法(MC-ICP-MS),对柴达木盆地一里坪15YZK01钻孔中前336.2 m含石盐地层中的7个石膏样品进行230Th定年。依据年代-深度公式,获得S1-S4盐层的成盐年代分别为733.8~716.0 ka、581.9~573.8 ka、181.6~179.3 ka和158.0~154.2 ka;含芒硝粉砂地层的年代为171.6 ka。结合前人对一里坪表面盐壳的14C测年数据,证实一里坪表面盐层S5开始形成于末次冰期。15YZK01钻孔记录的成盐期与青藏高原第四纪冰期及构造运动存在一定的对应关系:石盐层S1对应于"昆黄运动"之后的望昆冰期,以及深海氧同位素第18阶段(MIS18);S2对应于大间冰期,但是该年代比较接近望昆冰期;S3和S4石盐层及含芒硝粉砂层对应于共和运动和倒数第二次冰期MIS6;S5石盐层开始形成的时代对应于末次冰期MIS2。同时,通过对柴达木盆地多个钻孔含盐地层的测年数据进行总结,证实中更新世以来青藏高原冰川活动与柴达木盆地盐类沉积存在着一定的对应关系。柴达木盆地西北部的成盐盆地中通常发于有倒数第二次冰期和末次冰期的石盐层;而盆地东南部的察尔汗盐湖区仅发现有末次冰期以来的石盐层。柴达木盆地成盐期受到青藏高原第四纪冰期和构造运动的影响,第四纪冰期中盐湖水源补给量的减少,是导致柴达木盆地成盐的重要驱动因素。     

南海更新世以来Botryocyrtis scutum(放射虫)的丰度变化及其地层和古海洋学意义

试图通过南海更新世以来3个柱状样中Botryocyrtis scutum (放射虫) 的研究, 探讨其地层和古海洋学意义. 根据南海更新世以来3个柱状样中Botryocyrtis scutum的丰度变化与氧同位素记录的对比研究发现, 氧同位素18期以来Botryocyrtis scutum丰度变化与氧同位素记录有较好的对应关系, 其丰度变化随冰期与间冰期旋回而波动.冰期丰度降低, 间冰期丰度增加.其丰度变化基本上与氧同位素记录一样, 反映了冰期与间冰期旋回, 并且可以作为地层划分和对比的工具.      

海洋的生产率

冰期海洋生产率的增高可能为降低冰期大气CO₂分压起了很大的作用。主要有三个因素促进了海洋生产率的提高:（1）强的风力作用使赤道洋流和沿岸上升流加强;（2）上升水体营养成分的增加,反过来,这又要受全球营养物质重新分配的机制控制;（3）来源于陆地的、携带营养物质的河水和（或）粉尘的增加。海洋高生产率对降低大气CO₂浓度     

吉林长白山天池第四纪火山旋回性喷发与冰川作用的耦合关系

长白山天池火山喷发活动贯穿整个第四纪,旋回性明显,发育良好的冰川遗迹,为火山喷发与冰川作用的耦合性研究提供了有利条件。文章通过对长白山天池第四纪火山喷发旋回及火山岩分布特征研究,收集火山喷发年代学与冰期-间冰期旋回年代学数据,并利用卫片解译了火山喷发与冰蚀U谷的关系。在年代学数据的约束下,根据天池火山锥体周边广泛发育的U谷遗迹,将研究区冰川作用分为3个冰期:锦江冰期、漫江冰期和二道白河冰期,分别对应中国东部鄱阳冰期、大姑冰期和庐山冰期。长白山天池火山造锥阶段喷发形成的白头山组3个阶段(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ),与上述3个冰期具有良好的耦合关系。天池内部冰斗为白头山冰期(即中国东部东山冰期,MIS4)产物,经黑风口冰期与气象站冰期(即中国东部蒙山冰期,MIS2)、全新世冰川作用及火山作用的双重改造,其基本特征保存至今。长白山天池冰盖消融导致的释压反弹,可能诱发了天池火山呈旋回性喷发。     

Discovery and Significance of Quaternary Glacial Vestiges in the Hexigten Area of the Southern Da Hinggan Mountains, Inner Mongolia

1 Introduction Hexigten is situated at the eastern part of the Inner Mongolian Plateau, south of the Da Hinggan Mountains and northwest of Chifeng City, Inner Mongolia, China. It is also at the junction of the Da Hinggan Mountians, Inner Mongolian Plateau and Yanshan Mountains. It is about 650 km north of Beijing. The geographic coordinates are 116?30'?118?20'E and 42?20'?44?10'N (Fig. 1). The elevation range is from 1100 m to 1700 m, and the highest peak (2029 m) of the Da Hinggan…     

渐趋完善的第四纪冰川研究范式——记第四届中国第四纪冰川与环境变化研讨会

冰川是气候变化敏感的指示器,第四纪冰川研究在地球科学中占有重要的地位。2017年8月,第四届中国第四纪冰川与环境变化研讨会在兰州成功举办。与会专家认为,地貌学与沉积地层学的结合以及测年技术的发展,使中国第四纪冰期划分研究取得长足进展,不仅建立了80万年以来可与MIS进行比对的中国第四纪冰期与间冰期演化序列,还推动了中国第四纪环境变化研究的深入。通过研讨和交流,绝大多数专家认为中国东部中低山地某些疑似的第四纪冰川遗迹完全可以用非冰川成因予以解释,在今后的研究工作中应加强岩石地貌、气候地貌和外动力地貌过程的综合研究,尤其需要加强诸如颤痕等微观冰蚀地貌的分类、形成机制和环境意义研究。适时指出泛冰川论的缺陷和不足是本领域科学家的历史责任和使命担当,进一步开展具备科学事实、科学理论和科学观念的研究,从而完善中国第四纪冰川理论。建议国家级学会组织编制第四纪冰川遗迹调查与评价技术规范,加强全国高校自然地理学等相关专业的教师培训工作,同时加大冰川学、地貌学的科学普及力度。     

山地冰川演化与冰湖发育相互作用机制北大核心CSCD

冰川-冰湖耦合过程是冰冻圈物质与能量循环的重要组成部分,系统刻画冰川演化与冰湖发育过程的相互作用机制,对于完善冰冻圈科学理论体系和认知冰川作用区变化规律、水循环模式和灾害效应具有重要意义。本文立足山地冰川演化和冰湖发育过程,系统归纳了冰川-冰湖相互作用研究进展,剖析了冰川作用与冰湖发育耦合机制及相关模型的应用,并对现有冰川演化与冰湖发育过程耦合机制研究存在的不足与挑战进行解析和总结。冰川-冰湖耦合过程的深入研究有助于提高数值模拟的可信度与精度,为评估冰川-冰湖耦合过程影响、建立灾害监测预警体系和采取适应性措施提供数据与理论基础。     

Late Quaternary glaciation of Tibet and the bordering mountains: a review

Abundant glacial geologic evidence present throughout Tibet and the bordering mountains shows that glaciers have oscillated many times throughout the late Quaternary. Yet the timing and extent of glacial advances is still highly debated. Recent studies, however, suggest that glaciation was most extensive prior to the last glacial cycle. Furthermore, these studies show that in many regions of Tibet and the Himalaya glaciation was generally more extensive during the earlier part of the last glacial cycle and was limited in extent during the global Last Glacial Maximum (marine oxygen isotope stage 2). Holocene glacial advances were also limited in extent, with glaciers advancing just a few kilometers from their present ice margins. In the monsoon-influenced regions, glaciation appears to be strongly controlled by changes in insolation that govern the geographical extent of the monsoon and consequently precipitation distribution. Monsoonal precipitation distribution strongly influences glacier mass balances, allowing glaciers in high altitude regions to advance during times of increased precipitation, which are associated with insolation maxima during glacial times. Furthermore, there are strong topographic controls on glaciation, particular in regions where there are rainshadow effects. It is likely that glaciers, influenced by the different climatic systems, behaved differently at different times. However, more detailed geomorphic and geochronological studies are needed to fully explore regional variations. Changes in glacial ice volume in Tibet and the bordering mountains were relatively small after the global LGM as compared to the Northern Hemisphere ice sheets. It is therefore unlikely that meltwater draining from Tibet and the bordering mountains during the Lateglacial and early Holocene would have been sufficient to affect oceanic circulation. However, changes in surface albedo may have influenced the dynamics of monsoonal systems and this may have important implications for global climate change. Drainage development, including lake level changes on the Tibetan plateau and adjacent regions has been strongly controlled by climatic oscillations on centennial, decadal and especially millennial timescales. Since the Little Ice Age, and particularly during this century, glaciers have been progressively retreating. This pattern is likely to continue throughout the 21st century, exacerbated by human-induced global warming.     

黔西南二叠纪早期陆源碎屑沉积体系对冈瓦纳冰川发育的响应

通常认为黔西南和黔南地区二叠纪栖霞组之下的一套陆缘碎屑岩地层,是石炭纪-二叠纪冈瓦纳大陆冰盖发育鼎盛时期大幅度海平面下降期间的沉积。最新研究表明,石炭纪-二叠纪冈瓦纳冰川是由多次不连续的冰川事件构成的。因此恢复该套以陆源碎屑岩为主地层的形成环境和堆积过程,探讨其成因与冈瓦纳冰川发育的关系,具有非常重要的科学意义。本研究查明了黔西南地区该套陆源碎屑岩的地层厚度和砂泥比值空间变化规律。在此基础上,选取碎屑岩发育最好的普安龙吟剖面开展沉积体系与成因研究。结果表明,沙子塘组主要是碳酸盐沉积体系,龙吟组和包磨山组主要为浅海陆棚三角洲沉积体系,梁山组以滨岸陆源碎屑沉积体系为主;二叠纪早期黔西南地区的陆棚相泥岩形成于冰川消融导致的海平面快速上升期间,三角洲沉积体系形成于海平面晚期高位域期间,而不是形成于冈瓦纳冰川增长期间的低位域沉积。冈瓦纳冰川的推进和消融是龙吟剖面二叠纪早期地层发育样式的主控因素。     

冰川构造浅析

冰川是地壳上重要的地质体之一,开展冰川构造的研究不仅丰富了冰川学的研究内容,而且也开拓了构造地质学的研究领域。文章分析了冰川变形的各种物理参数,并以绒布冰川和阿厄玛卿冰川为例阐明了我国冰川构造的基本特征,如冰川构造变形的多样性,冰川构造发育的层次性及运动学与动力学的某些特点等,提出了我国冰川构造研究的方向和任务。     

成冰纪全球冰期事件的环境效应研究进展

成冰纪全球冰期是地球历史上最极端的冰室气候事件,冰川作用波及赤道区域,全球可能都遭受了冰封,海洋广泛缺氧,生物演化进程迟滞。然而,冰期结束之后,大气氧浓度迅速升高,海洋发生逐步氧化,大型带刺疑源类和真核多细胞藻类在埃迪卡拉纪开始繁盛,出现最早的动物,地表生物圈发生了翻天覆地的变化。显然,成冰纪全球冰期事件是地球系统演化的重要转折。认识冰期的环境效应是认识埃迪卡拉纪生物演化的关键,也是打开地表宜居环境演化的钥匙。本文总结了近年来成冰纪全球冰期的气候假说、冰期沉积特征、海洋氧化还原条件及冰期后的大气与海洋环境剧变等方面的研究进展,简要分析了全球冰期研究中存在的问题,并对该领域未来研究提出了展望与建议。     

喜马拉雅山佩枯岗日冰川地貌的年代学、平衡线高度和气候研究

喜马拉雅山珠穆朗玛峰-希夏邦马峰地区是青藏高原南部现代冰川集中发育区之一,古冰川遗迹亦十分丰富,是研究第四纪青藏高原冰川形成和演化的关键区,一直备受地貌和第四纪环境研究者的关注.应用原地宇宙核素10Be暴露年龄测试技术,对采自希夏邦马峰西北佩枯岗日拉曲谷地冰碛垄上的冰川漂砾进行年代学研究;结合冰川地貌分析方法,对古冰川...     

Palaeoglaciology of the last Irish ice sheet reconstructed from striae evidence

A database comprising some ～5200 individual striation measurements on bedrock surfaces across the island of Ireland was used to produce maps of flowsets corresponding to individual ice flow events during the last (late Devensian) glacial cycle. These flowsets were identified on the basis of regional-scale correspondence between striae orientations which, when linked together spatially, are able to identify consistent ice flow vectors. Four main chronological stages are identified on the basis of this evidence: (i) incursion of Scottish ice into Ireland; (ii) glacial maximum conditions; (iii) ice retreat and dissolution; and (iv) development of localised ice domes. Striae-based reconstructions of the glaciology of the last Irish ice sheet are qualitatively different from those based on bedform (mainly drumlin and ribbed moraine) evidence. Significant differences are apparent in upland areas which have fewer preserved bedforms and a higher concentration of striae. Combining bedform and striae datasets will enable a better understanding of the temporal evolution of the ice sheet. It is likely that both datasets record a snapshot of ice flow direction and subglacial conditions and environments immediately prior to preservation of this directional evidence.     

东天山黑沟流域冰川沉积序列及OSL测年研究

黑沟源于东天山最大现代冰川作用中心博格达峰的南坡. 在第四纪冰期与间冰期旋回中,该流域的冰川均发生过多次规模较大的进退,在谷中留下了较为完整的冰川沉积序列. 这些冰川地形包含有重要的古气候变化信息,对其研究可重建黑沟流域的冰川演化史. 应用OSL对该流域的冰川沉积物进行定年,测定结果表明冰水沉积物（沙质透镜体）比冰碛物更适宜应用单片再生剂量（SAR）测年技术进行测定. 基于测得的年龄并结合地貌地层学原理可初步得出：晚第四纪期间,黑沟流域共发生了5次规模较大的冰川作用,分别为全新世期间的小冰期（16世纪以来冷期的冰进）与新冰期（距今3~4 ka的冰进）,末次冰期晚冰阶（MIS 2）与早冰阶（MIS 4）以及倒数第二次冰期（MIS 6）.