冷布岗日地区第四纪冰川演化和古气候重建

Chronology is the basis for the study of geomorphological processes. With the development of the dating technique, researchers have done many researches on glacial chronology on the Tibetan Plateau. The Gangdise Mountains are a weakly-monsoonal region. However, the research of glacier change is very sparse regarding the Gangdise Mountains, and the chronological frame is very rough. During my Ph.D. training, I have conducted a research on the glacial chronology on eastern slope of the Lopu Kangri. Unfortunately, the timing of the old glaciations and the history of the Little Ice Age (LIA) glacier fluctuation are still open questions. Furthermore, the climatic conditions during these glaciations remain unclear. This project will investigate the Lopu Kangri area, mainly focusing on the western and northern slopes. And this project will use cosmogenic nuclide and optically stimulated luminescence dating methods to constrain the moraine ages, focusing on the timing of old glaciations and the glacial fluctuations during the LIA. In addition, this project will simulate the palaeoclimate using the glacier mass balance and glacier flow models. This project will deepen the knowledge of the Quaternary glaciation and climate change. It will also provide an important reference for exploring the joint action of glacial development, climate change and plateau uplift.

年代学是地貌过程研究的基础。测年技术成熟以后，前人在青藏高原进行了大量的年代学研究。冈底斯山属于弱季风区，但是冰川演化的研究十分匮乏，年代框架十分粗略。虽然申请人攻读博士期间在该山脉中段的冷布岗日东坡进行了古冰川的定年研究，但是该地老冰期年代和小冰期冰川波动的问题还未解决，并且各冰期古气候状况未知。本项目拟重点对冷布岗日西坡和北坡进行考察，使用宇宙成因核素测年和光释光测年方法对研究区的冰碛垄进行数值定年，重点关注研究区老冰期时代和小冰期冰川波动的问题，并使用冰川物质平衡和冰川流动模型对各时期气候状况进行模拟。本项目不仅可以深入认识研究区第四纪冰川演化历史和气候变化规律，还可以为探讨冰川发育、气候变迁和高原隆升之间的耦合关系提供重要参考。

冷布岗日地区第四纪冰川演化研究对于揭示冰川对气候变迁的响应规律具有重要意义。本项目分析了该地区的冰川地貌，使用宇成核素10Be约束了冰川事件的时代，并使用冰川物质平衡-冰流模型重建了古冰川及冰川事件发生的气候背景。结果显示，冈底斯山冰斗的长、宽、深均自西向东减小，说明季风的增强会限制冰斗的大小；此外，高程和坡向也影响冰斗的分布和大小。为了在更大区域尺度上揭示冰斗与气候之间的联系，本项目分析了青藏高原中部的冰斗特征，并与冈底斯山的冰斗进行对比。结果表明，高原中部的冰斗密度小于冈底斯山，但长度和深度大于冈底斯山；若聚焦于冈底斯山西、中、东部，冰斗的长、宽、深都呈现自西向东增加的趋势，这与季风的强度是一致的。这两种看似矛盾的结果表明随季风强度的增加，冰斗密度增加，但冰斗大小有时增加有时减小。冈底斯山中段的石冰川长度最大，其次是西段和东段，说明降水会限制石冰川的长度；与青藏高原及其周边地区的石冰川比较，发现随着降水的增加，石冰川的密度增加，但长度或面积减小。宇成核素10Be暴露年代结果显示，冷布岗日西北坡的冰川事件时代为138±37a、354±53a、544-1553a和1754±130a，这与东坡的年代值在误差范围内基本一致。重建结果显示，末次冰期以来冷布岗日西北坡的冰川面积介于2.0-1.3km2，冰储量介于0.12-0.03km3；东坡的冰川面积介于18.1-14.8km2，冰储量介于2.2-1.1km3。该地区末次冰期、全新世早中期、新冰期和小冰期的气温分别比现代低约1.7-3.05°C、0.95-1.5°C、0.9-1.3°C和0.6-1.1°C，降水分别为现代降水的约30-80%、100-150%、100-150%和100-130%。