东南极LGB69冰芯1712-2001年气温变化记录的初步研究

南极冰芯记录着过去气温、降水等气候环境参数以及影响其变化的太阳活动、火山作用等各种因子变化,是研究古气候、古环境变化及其影响机制的良好载体.东南极LGB69冰芯高分辨率的地球化学分析表明:①该冰芯的水当量年平均积累率高达259 mm/a,利用δ18O和Na+季节性变化和火山喷发标志层,通过数年层的方法确定其沉积时间为290 a(1712-2001年)±2 a;②该冰芯δ18O与邻近的戴维斯站气温距平5年滑动平均值(1968-2001年)之间具有良好的正相关关系,是有效的气温代用指标,1712-2001年该地区气温是一个波动变暖的过程,划分为4个阶段,小冰期结束于1914年,20世纪5年滑动平均气温距平年平均值较小冰期末次冷阶段升高0.30C;③Morlet小波分析表明,1712-2001年该冰芯δ18O(气温)和积累率(降水量)均存在约11年、约22年和约60年的共同周期,多重时间周期的嵌套表明其对气候变化非常敏感.上述研究结果为进一步重建南极气候冷暖、降水序列变化,以及研究太阳活动、火山作用等因子对气候变化影响的内在规律奠定了基础.     

北极新奥尔松全新世冰碛物物理化学特征及环境意义

冰碛物是全球的一个主要粉尘源,联系着全球气候、大气气溶胶、海洋元素和生产力的变化。过去对粉尘,特别是沙漠、黄土的研究主要集中在中纬度地区,但对来自高纬度的冰川粉尘研究较少。为了解现代高纬度冰缘环境下冰川作用、搬运作用和化学风化对冰碛物的物理化学性质的影响,本文以北极新奥尔松Austre Lovénbreen冰川（简称A冰川,下同）深度小于5cm的冰碛物（包括小冰期冰碛物和冰沼土）≤2mm组分为对象,测定了小冰期（Little Ice Age,简称LIA）冰碛物和冰沼土的粒径、磁化率以及元素组成。研究表明：1）A冰川冰碛物粒径组成以砂级为主（>63μm）、粉砂级次之（2~63μm）、粘粒最少（ < 2μm）。A冰川冰碛物大部分呈双峰或多峰特征,LIA冰碛物典型双峰峰值为10~30μm和100~200μm;冰沼土为30~60μm和300~450μm。近岸LIA冰碛物和冰沼土相对冰川末端LIA冰碛物具有较粗的平均粒径及较高的正偏度,表明其在沉积之后受搬运作用影响损失了细组分。2）A冰川冰碛物磁化率介于5.5×10^-8~11.4×10^-8m³/kg之间,平均值为7.7×10^-8m³/kg。LIA冰碛物磁化率与总铁含量呈正相关,主要受母岩和搬运作用制约,未受成壤作用影响。3）A冰川冰沼土与LIA冰碛物相比,富Si,但贫Al、Fe、K、Ca、Mg等元素;LIA冰碛物平均化学组成与洛川黄土和上部大陆地壳（Upper Continental Crust,简称UCC）非常接近。A冰川冰碛物CIA平均值为58.57,反映冰缘环境较弱的化学风化条件。A冰川冰碛物CIA值集中分布在UCC至黄土的平均化学组成风化趋势线上,证明了黄土粉尘起源于由一系列的冰川和高山作用产生的沉积物的可能性。分析结果表明,在弱风化的冰缘环境下,CIA值能从整体上反映LIA冰碛物和冰沼土的化学风化差异,但对沉积年龄小的LIA冰碛物而言,搬运作用引起的粒度组成差异和相应的不同矿物类型和含量的改变或是CIA值变化的主要原因。