西藏申扎巨型冰川终碛垅的发现及意义

青藏高原是否存在大冰盖 ?中外科学家争论了近百年 ,目前尚无定论。最近在对申扎县幅 1∶2 5万地质大调查中 ,发现申扎巨型冰川终碛垅。通过研究表明 ,该冰川终碛垅并非山谷冰川的产物 ,而属于高原冰盖或冰幅的产物。青藏高原在第四纪大冰期是否存在大冰盖的问题早在2 0世纪初出现分歧。斯文赫丁 (1899,190 2 )罗来兴等 (196 3)、崔之久 (196 4)、郑本兴等 (1976 ,1979)认为在青藏高原没有形成过大冰盖。但Ｅ·涂宁志等 (1930 ) ,Ｂ·Ｍ·西瓦村 (195 8)等认为在大冰期整个青藏高原被大冰盖覆盖着。自 1985年以来 ,德国地貌学家Ｍ·库勒多次…     

青藏高原真的有大冰盖吗？

关于青藏高原在第四纪大冰期时,是否发生过覆盖整个高原的大冰盖这一问题,早在二十世纪初就出现了分歧。斯文赫丁(1899—1902),罗来兴等(1963)、崔之久(1964)、郑本兴等(1976,1979)认为在青藏高原上没有形成大冰盖,但E.涂宁克尔(1930)、B.M.西尼村(1958)认为在大冰期时,整个高原被大冰盖覆盖着。自1985年至今,西德地貌学家M.库勒多次与中国学者辩论,认为在青藏高原发生过大冰盖,从而在国内外地学界引起了对这一问题的关切。两种观点的主要分歧点在于对高原上的沉积物、沉积序列和地貌认识不一致。大量的现代沉积和地貌调查研究表明,多数被视为冰碛物,并用此重建很低的古雪线和大冰盖,实际上是泥石流和坡积类沉积。真正的冰川沉积物并未遍布于高原上,也没有发育大冰盖。     

四川彭州葛仙山巨型冰川漂砾的发现及意义

四川彭州市葛仙山巨型冰川漂砾距四川盆地边缘地带约３～４ｋｍ,规模巨大（约６ｋｍ×２５ｋｍ×０３ｋｍ）,是目前世界上发现的罕见巨型冰川漂砾。现有资料研究结果表明,葛仙山巨型漂砾是早更新世青藏大冰盖冰流的搬运作用所形成的。是青藏大冰盖存在的有力证据之一,也是全球泛大冰盖形成的重要历史见证。同时对众多相关边缘学科的重大基础理论问题的研究,提供了新的思路、途径和方法     

四川彭州葛仙山巨型冰川漂砾的发现及意义

四川彭州市葛仙山巨型冰川漂砾距四川盆地边缘地带约３￣４ｋｍ,规模巨大,是目前世界上发现的罕见巨型冰川漂砾。现有资料研究结果表明,葛仙山巨型漂砾是早更新世青藏大冰盖冰流的搬运作用所形成的,是青藏大冰盖存在的有力证据之一,也是全球泛大冰盖形成的重要历史见证,同时对众多相关边缘学科的重大基础论问题的研究,提供了新的思路,途径和方法。     

青藏高原第四纪大陆冰盖形成的野外证据

青藏高原第四纪大陆冰盖形成的各种各样冰川遗迹,分布十分广泛。是重建和研究古大陆冰盖最有力的证据。目前发现和比较肯定的冰蚀遗迹有:冰蚀平原、冰蚀丘陵、U形谷、冰蚀洼地、冰盆、冰阶、冰笕、冰坡和基岩鼓丘等。冰碛遗迹主要有:块砾碛、鳍碛(新类型)、漂砾碛(新类型)、冰水砂砾岩、和冰碛丘陵、冰台及侧碛堤等。从大陆冰盖遗迹分布连续和普遍发育,证明青藏高原在第四纪时期曾形成连绵一片的统一的大陆冰盖。大陆冰盖形成的时期为早更新世,形成时的古雪线的海拔高度最多在2000m左右,冰川类型属于海洋性统一大陆冰川。     

南极冰盖研究最新进展

南极冰盖是地球系统的重要组成部分,在全球气候系统中扮演着重要角色.通过对南极冰盖的研究将有助于了解其在全球气候系统中的作用,并为探讨全球气候过去、现在以及未来的演化提供支撑.总结分析了近年来南极冰盖研究的一些重要进展,并在此基础上对南极冰盖研究领域的一些主要结果、观测事实以及未来变化展开讨论,重点介绍南极物质平衡、冰芯研究、冰下水系统、冰盖数值模拟方面最近的进展,评述未来可能的研究方向和应该关注的问题.     

东南极冰盖上新世大规模退缩事件

笔者近年对东南极内陆格罗夫山(Grove Mountains)开展了上新世以来冰盖表面波动的综合研究,运用冰川地质、地貌、土壤、沉积岩、孢粉组合及宇宙核素等各种方法手段,提出东南极大冰盖形成以后并非稳定演化至今,而在上新世早期时发生过大规模退缩,其前缘至少曾经退缩到格罗夫山地区,距现今冰盖边缘约400 km。之后,冰盖又迅速膨胀,到距今2.3 Ma时,冰面至少超过现今高度约400 m。以后冰面缓慢平稳下降,至1.6 Ma时,东南极冰盖进入第四纪振荡期,但重新上升的冰面再也没有超过现今高度的100 m以上。东南极冰盖大规模消融事件在全球尺度上也有所响应,例如北半球大冰盖形成,青藏高原整体剧烈隆升,塔里木盆地黄土出现等。这类行星尺度的气候变化可能与直布罗陀海峡关闭与地中海盐化事件,巴拿马地峡关闭等大地构造事件有关。     

开河期冰盖横向冰缝形成机理

春季随着流量或水位增加,冰盖底部受水流上举力作用发生弯曲,首先在岸壁附近形成纵向冰缝,破坏冰盖与岸壁的冻结,导致冰盖体中间部分与岸壁脱落分离。采用弹性基础梁的理论及计算方法,通过对冰盖体弯矩及弯曲应力分析,针对平面弯曲和垂直弯曲两种弯曲形式导致冰盖体横向冰缝形成机理进行了研究,并提出了横向冰缝间距的计算表达式。计算结果得到了实测资料的验证。研究结果表明,横向冰缝间距与开河初期冰盖宽度、厚度、冰的抗弯强度及地貌特征有关。     

南极冰盖GLIMMER模式移动边界试验研究

利用欧洲冰盖比较计划(EISMINT)的移动边界条件EISMINT-1测试集,通过三维有限差分南极冰盖GLIMMER模式,采用浅冰近似计算了一个定义在方形冰盖积分区域的流场特征量,研究了冰盖在大尺度长时间序列条件下对气候变化的反馈,考察了稳定态下冰盖演化的周期性行为.试验表明:GLIMMER模式在EISMINT-1移动边界条件下可以模拟出气候强迫下的冰盖演化趋势,在长时间尺度上可以刻画出气候变化的反馈机制.同时,对南极冰盖数值模拟面临的问题、GLIMMER模式以及EISMINT冰盖比较计划的内容和框架做了说明,对EISMINT比较计划目前的发展状况和遇到的问题做了分析,并且对GLIMMER模式下一步的研究方向做了一些探讨.     

青藏高原有无大冰盖之争的现状

青藏高原有无大冰盖之争始于２０世纪初，至今已达８０余年。争论包括有无覆盖整个高原的大冰盖和有无局部小冰盖，以及它的形成年代，对便于气候变化的影响，可分为三个阶段：２０世纪初至４０年代，以少数西方探险家为主，论据不足，难于形讨论；从５０年代至７０年代，以中国学者为主的没有大冰盖论占绝对优势；８０年代至今中外学者众多、文献数百篇，是大争论的高潮，预示不久的将来，争论将逐渐平息，出现新的青藏高原科研热，     

水库静水结冰过程及冰盖热力变化的模拟试验研究

为研究水库水体结冰及冰盖热力变化规律,在恒温实验室中进行了不同水深、不同负气温条件下的静水结冰试验,对结冰历时、垂向温度分布、冰盖厚度等要素进行观测,研究静水条件下水深与气温对结冰过程、冰盖热力变化及水温、冰温分布的影响。试验表明:在静水条件下,气温是影响冰情的主要因素,冰盖厚度与累积小时负气温线性相关;水深对初冰开始时间有所影响,但对冰盖热力变化过程的影响不明显;冰盖生长过程中,冰内温度基本呈线性分布,冰温斜率随气温降低而增大;融冰期冰盖下水温分布基本保持不变。     

南极松散沉积物粒度分形研究

利用分形理论, 研究了南极纳尔逊冰盖前缘发育的沉积物、风成沉积物及湖泊沉积物的粒度分布分形结构特征. 结果表明: 不同沉积环境下的沉积物粒度分形结构具有明显的差异, 冰盖前缘沉积物具有显著的分形结构特征, 而湖泊沉积物和风成沉积物不具有分形结构特征, 这为识别南极地区松散沉积物沉积环境提供了一种新的判别依据. 对纳尔逊冰盖前缘沉积物粒度分维特征的研究结果表明, 其粒度分布主要与冰川搬运的动力学过程有关, 分维值的大小与当时形成沉积物的动力学过程、沉积环境、冰盖进退及古气候环境的演化密切相关.     

凌汛期槽蓄水增量过程模拟

为研究凌汛期槽蓄水增量来源,在分析实测冰情资料基础上,把槽蓄水增量分为水位壅高主河道蓄水量增大、主河道内河水转化为固体冰盖和上滩水形成冰盖及在冰下聚集等3部分,建立河冰动力学模型,模拟河冰生消及槽蓄水增量过程,利用2008/2009年度三湖河口—头道拐河段实测冰情资料对模型进行了验证,表明滩地冰盖及冰盖下滞洪是内蒙古河段槽蓄水增量的主要来源,占最大槽蓄水增量的63.44%,主河道水位壅高引起的槽蓄水增量占26.56%,主槽冰盖蓄水占10.0%。     

北极冰盖形成对东西太平洋及边缘海古海洋学演化的影响*

上新世最重要的古气候事件就是北极冰盖的形成和扩张（3.2—2.5Ma）。根据北极冰盖的形成过程,文中将上新世—早更新世（4.5—1.6Ma）西太平洋暖池核心区ODP807A孔2个浮游有孔虫属种Globigerinoides ruber和Pulleniatina obliquiloculata的δ¹⁸O（氧同位素）、δ¹³C（碳同位素）记录数据细分为3个阶段：形成前（4.5—3.2Ma）、形成中（3.2—2.5Ma）和形成后（2.5—1.6Ma）。研究结果表明,北极冰盖形成以来,G.ruber和P.obliquiloculata的 δ¹⁸O值均呈增大趋势;北极冰盖形成中,G.ruber 的δ¹⁸O值基本不变,P.obliquiloculata的 δ¹⁸O值略增大,反映出西太平洋暖池次表层海水受北极冰盖形成的影响更甚;Δδ¹⁸O_（P-G）（G.ruber和P.obliquiloculata的 δ¹⁸O 的差值）反映出温跃层无明显变化,受北极冰盖形成影响微弱。根据用Ma/Ca值得到的ODP806站SST值（Wara et al.,2005）以及用U^K′₃₇得到的东太平洋ODP847站SST值数据（Herbert and Laura,2010）,对北极冰盖形成以来东西太平洋古海洋学演化进行比较发现：冰盖形成以来东西赤道太平洋海水表层温度均有所下降,且东太平洋降温幅度更大;对比同时期的西太平洋ODP807A孔Δδ¹⁸O_（P-G）与东太平洋ODP847站Δδ¹⁸O_（T-S）的变化趋势,发现东太平洋温跃层变浅,表明受北极冰盖形成和扩张的影响,东西太平洋温跃层深度梯度增大。对比ODP807A孔与南海南部1143站、南海北部1148站G.ruber的 δ¹⁸O 和δ¹³C记录,揭示西太平洋边缘海如南海北部和南部受北极冰盖形成的影响有所不同,北部的表层海水温度和生产力水平受冰盖形成的影响更加明显。     

格陵兰冰盖表面消融研究进展

冰盖表面消融是格陵兰冰盖物质平衡的重要组成部分, 已成为近年来格陵兰冰盖研究的热点. 格陵兰冰盖表面消融研究的关键在于理解冰盖融水的产生、 运移和释放等水文过程, 需要解决如下关键科学问题: 1) 冰盖表面产生了多少融水;2)冰盖表面水文系统具有什么特征; 3)冰盖表面融水如何影响冰盖运动; 围绕这些科学问题, 总结了格陵兰冰盖表面消融的研究进展. 冰盖表面消融建模、 冰盖表面湖的信息提取与面积特征变化、 深度反演与体积量算等是目前研究冰盖表面融水量的主要途径, 冰盖表面湖、 冰盖表面径流、 锅穴与冰裂隙等表面水文要素的空间分布规律研究则可用于揭示冰盖表面水文系统特征, 冰盖表面融水与冰盖运动速率的关系、 表面融水进入冰盖内部与底部的水文过程是目前揭示表面融水如何影响冰盖运动的主要手段.     

开河期冰盖纵向冰缝形成机理

春季河道武开河可能导致冰坝形成,至今仍缺乏以力学机制为基础的开河预测方法。春季河道径流增加导致与岸壁冻结的冰盖底部产生上举力,并引起纵向冰缝产生。利用力学分析中弹性基础上的梁理论对开河期冰盖纵向冰缝形成机理进行了研究,提出了纵向冰缝间距解析表达式,可用于开河期冰盖断裂预测。应用原型观测资料对提出的纵向冰缝间距理论表达式进行了验证分析。研究结果表明,开河期纵向冰缝间距计算值与实测值吻合较好。     

中中新世气候转型期太平洋深层环流变化与碳循环

中中新世气候转型(14.2～13.9 Ma)是全球联动的一个快速气候变化事件,冰盖、洋流和碳循环均发生显著变化,厘清其驱动机制对理解新生代全球变冷有重要意义。对此已有研究提出2种假说：一种重视洋流重组,另一种则突出碳循环的重要性,但二者都无法完美解释中中新世气候转型的种种现象。实际上,冰盖—洋流—碳循环三者形成耦合的系统,共同造成地球气候变化。综合已有的地质记录,两类机制均导致深部大洋碳储库增大,大气p CO₂降低,并进一步促进气候变冷和冰盖增长,表明不同子系统之间的耦合作用引起气候突变。相较于碳循环过程和冰盖变化,学术界对中中新世气候转型期间洋流变化的了解较少,特别是南大洋和太平洋深部水团。未来的研究应聚焦于深部太平洋的洋流变化,以便更全面地完善对中中新世气候转型的理解。     

斯堪的纳维亚大冰盖

斯堪的纳维亚大冰盖不仅以规模著称,而且也以蔚为奇观的地貌形态,独具特色的沉积体系及罕见的均衡效应而闻名于世界。研究这些特点,不仅对大陆冰盖的发育过程及相关的古气候、古地理演化是重要的,而且对于比较研究其他地区不同类型的冰川及其相关的古地理演化也有重要参考价值。近年来,作者先后到西德、英国、挪威等大冰盖曾经到达的地区进行冰川及冰川遗迹考察。现就野外观察及部分文献资料作以概括介绍。     

鼓丘和巨型冰川线理的冰川摩擦学:剥蚀和沉积的争论之谜得到解决?

冰流是指冰盖中快速流动(高达10 km/a)的区域。冰流通常长达1000 km,宽200 km,嵌入在冰盖中。沿其流动方向形成了低幅度波纹状基岩床。这些波纹状基岩床由一些高度拉伸的沿着流向呈平行状分布的脊和沟槽(巨型冰川线理)组成。这些巨型冰川线理在空间上继承自体积大、拉伸程度低的鼓丘。由于鼓丘核部的地质条件复杂多变且不存在特征性的岩相,同时很难直接观察到现代冰盖下鼓丘的形成,因而鼓丘的起源在世界上仍然是未解之谜。基于新的高分辨率(0.5 m)LiDAR数据绘制的地形图和对更新世古冰流岩床进行野外地质考察表明,鼓丘和巨型冰川线理是底形连续体(后者由前者演化而来)。它们由基岩或部分岩石和早期较老的沉积物组成,基于此部分学者提出了鼓丘的侵蚀起源说。本文重点介绍了类似鼓丘和巨型冰川线理的椭圆-流线型和带有沟槽的表面,这些表面广泛形成于多种非冰川的地质环境中(无论是在地球上还是在火星上),它们是由于受限剪切作用下颗粒状碎屑对基底面的磨损所产生的。变质核杂岩中的大型滑脱断层和俯冲带巨型逆冲断层的表面显示出槽状表面,其形状和规模能够与巨型冰川线理相类比。多尺度的断层面上都表现出了逐渐消除的类似鼓丘...     

青藏高原第四纪大陆冰盖与高原隆升——试论青藏高原第四纪大陆冰盖的地壳均衡过程

内容提要青藏高原第四纪大陆冰盖属于统一的海洋性大陆冰川，冰盖面积达数百万平方公里，冰盖中心大约位于西藏中部，北纬32°—35°,东经81°—89°左右。冰盖大约形成于早更新世中期，冰盖冰流厚约900—1700 m以上，冰盖形成时的古雪线的海拨高度约1300—1800 m。由于大陆冰盖发育和消融，高原地壳的均衡过程十分明显，使高原当时的隆升速度明显减慢或加快。但对高原隆升的总幅度影响不大。