Picarro分析仪助力揭示青藏高原中部晚全新世冰川变化

冰芯采集地点：中央青藏高原唐古拉冰川，海拔5645米；

冰芯长度：190.3米；

采集时间：2004年；

区域气候特征：该区域处于半干旱大陆性气候和温暖湿润海洋性气候的过渡区，受西风、印度季风和东亚季风的共同影响。

实验地点：中国科学院寒区科学国家重点实验室；

分析内容：冰芯的密度、雪层厚度、空气含量和污染层；

方法：在-20°C的冷室中手动观察冰芯，拍摄每个冰芯样品的数字图像，并通过计算机人工观察估算冰芯中空气含量的总体特征。冰样按50厘米间隔计算赋值，并转换为空气含量百分比。

分割与清洗：将冰芯纵向分为四部分，每部分按2厘米间隔切割，并清洗样品表面；

进行放射性β活性、不溶颗粒浓度、可溶性无机离子浓度检测；使用L2130-i同位素和气体浓度分析仪检测冰芯的稳定氧同位素比值。

气泡提取方法：手动融化-再冻结法；

气体检测：使用MAT 253™同位素比质谱仪检测δ¹⁸O_bub，检测精度约为0.1‰。每个气体样品连续检测五次，取平均值作为最终检测值。

表层冰芯年代测定：通过比较冰芯中δ¹⁸O、硫酸根离子浓度和不溶颗粒浓度的年变化特征，确定上部27.13米冰芯的年代范围（1859-2004年）。

深层冰芯年代测定：使用冰川流动模型（GFM）和与已知年代的总太阳辐射（TSI）变化进行比较的方法，确定深层冰芯的年代关系。

现代大气氧同位素比值检测：在青藏高原内外的六个地点采集现代大气样品，检测其δ¹⁸O_atm值，结果显示全球现代大气氧同位素比值无显著差异。

δ¹⁸O_bub变化的解释：通过分析δ¹⁸O_bub的正负变化，推断冰川的积累和消融过程，并探讨其与区域气候条件的关系。

唐古拉冰川10 m冰芯层数定年结果

全新世晚期以来唐古拉冰芯δ¹⁸O_bub的变化结果

基于年层数法，对比冰芯中空气含量的变化与太阳总强度，重建了冰芯年代学。结果表明，该冰芯的年龄跨度约为3600年。因为冰芯和冰芯气泡之间没有明显的年龄差异，冰芯年代学也可作为冰芯气泡年代学来讨论其千年变化。通过对唐古拉冰川表面成冰过程的分析和冰芯δ¹⁸O_bub影响因素的探讨，作者发现唐古拉冰芯δ¹⁸O_bub的变化与冰川的积累或融化密切相关。暖期冰川有冰雪融水时，由于气体与融水之间通过物理和化学过程进行氧同位素交换，δ¹⁸O_bub值比自然大气δ¹⁸O_atm值更偏负。在寒冷期，粒雪在冰川上积累，由于重力分馏作用，δ¹⁸O_bub值偏正。

唐古拉冰芯δ¹⁸O_bub的变化表明，在过去大约3600年，青藏高原中部冰川经历了4次积累期和3次融化期。强烈的积累期为公元前1610-450年，也可分为两个独立的阶段。另外两个积累期分别为公元200-300年和1230-1900年，青藏高原中部冰川融化显著的时期为近100年。另外两个融化期分别为公元前300年-公元200年和公元300-1230年。通过对晚全新世以来青藏高原中部与青藏高原各地区或北极圈冰川和气候变化的比较，发现青藏高原各地区气候变化并不一致。与青藏高原其他地区相比，气候事件（如小冰期）在青藏高原中部不显著。晚全新世以来唐古拉冰川的变化与北半球高纬度地区的气候变化密切相关。