青藏高原「大湖期」之謎

2020-12-21 騰訊網

中國科學院青藏高原研究所博士生張帥和張繼峰博士等在Science Bulletin2020年第16期發表了題為:Spatiotemporal complexity of the 「Greatest Lake Period」 in the Tibetan Plateau的「News & Views」欄目文章。通過對青藏高原高湖面年齡的評估篩選,提出青藏高原「大湖期」的時空複雜性。

圖1 青藏高原古湖岸線

當湖泊水位穩定於某一位置較長時間時,湖泊將通過湖岸地帶的沉積作用或侵蝕作用,形成古湖岸線(圖1),因此古湖岸線忠實地記錄著古水位。青藏高原廣泛分布著保存完好的古湖岸線,有的距現代湖面高達200 m,表明曾普遍存在面積廣泛的古大湖。20世紀80年代至21世紀初,受限於測年方法,學者們無法直接得到古湖岸線的年齡,只能利用14C測年對古大湖遺留在現代湖岸上的高位湖相沉積物進行測年。前人依據高位湖相沉積物的14C年齡,提出青藏高原存在距今4萬~2.5萬年的大湖期,即MIS 3(深海氧同位素3階段,距今5.7萬~2.9萬年)「大湖期」。近年來,隨著測年技術的進步,學者們可以利用光釋光測年、宇生核素測年和U-Th測年等方法直接對古湖岸線進行測年。根據測年結果,有學者提出「大湖期」發生在末次間冰期MIS 5(深海氧同位素5階段,距今13萬~7.1萬年),14C高湖面年齡存在低估。但已有研究缺少對高湖面年齡可靠性的評估。

通過對已發表青藏高原高湖面年齡的嚴格評估,該研究發現高原「大湖期」具有時空複雜性,高原東北部的「大湖期」主要發生於MIS 5,西南部的「大湖期」主要發生於早全新世(圖2),這可能與東亞季風和印度季風的不同步演化有關。此外,高原西南部也發育MIS 3/2「大湖期」,可能與部分湖泊對冰川融水變化響應更為敏感有關。

圖2 青藏高原及鄰區「大湖期」(Greatest Lake Period, GLP)時代分布

該研究在測年方法、野外工作和古湖泊變化機制研究等方面提出4點建議:

石英光釋光測年是將部分湖泊MIS 3「大湖期」重新釐定至MIS 5的關鍵測年技術,但MIS 5的年齡也接近了石英光釋光測年的上限,建議加強鉀長石高溫紅外釋光測年在未來「大湖期」研究中的應用;

詳細的野外地貌調查及準確的沉積相判別工作依然是湖泊古水位研究的重點,特別是對於古湖岸線發育不顯著的湖泊;

對於同一條古湖岸線,建議在環湖至少兩個位置進行測年,以評估構造活動對古湖岸線的影響;

青藏高原湖泊水量變化同時受到降水、冰川融水、凍土消融和蒸發速率等複雜因素的影響,水量平衡模型研究是定量評估不同因素對湖泊變化貢獻量的有效途徑。

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