更新时间:2022-08-25 15:35
末次冰期冰盛期(LGM)是距我们最近的极寒冷时期,LGM时全球陆地约有24%被冰覆盖,而现代仅有11%。由于大量的水形成陆冰,海平面可能比现代低120m,南极温度比现代低10-12°C,格林兰可能低20°C。一个新的观点是把LGM视为一段时期,Clark等利用4271个14C记录及475个地球宇宙核素记录,确定LGM为26.5-19.0ka BP。
末次冰盛期是地质史上最后一次冰期盛期,世界上不同地点对它的命名有所不同,在西欧称为威赫塞尔冰期,在阿尔卑斯山地称为玉木冰期,在北美东部称为威斯康星冰期,在我国西部山地称为晚大理冰期或玉木冰期。这一时期的地质与古气候资料反演表明,其平均温度较现代要低5~10℃,中高纬度低20℃以上,赤道地区约低2~3摄氏度。
末次冰期冰盛期(LGM)是十分关键的气候时期,这是距我们最近的极寒冷时期,那时北美北部为一巨大冰盖,包括3部分:一个在北美北部的东南,是北美冰盖的主体,称为劳仑泰冰盖;一个在北美北部的西南方太平洋沿岸,范围较小,称为考尔的勒冰盖;另一个在北美东北部靠近北冰洋,称为因纽特冰盖,范围最小。LGM时全球陆地约有24%被冰覆盖,而现代仅有11%。由于大量的水形成陆冰,海平面可能比现代低130m,南极温度比现代低10~12℃,格陵兰可能低20℃。因此,研究LGM对认识气候变化有重要意义。这里我们从冰量(海平面高度)变化讨论LGM的年代学及形成机制。过去经常认为LGM出现于18kaBP,这是未经树论校正的14C年。多采用21kaBP,这是经校正的日历年。但是不同的资料显示LGM出现的时间彼此有差异,这主要是把LGM视为某一个时间,而不是一段时期造成的。由于H事件往往是最冷的时间,所以LGM年代的确定随不同地区H2出现的时间而变化。一个新的观点是把LGM视为一段时期。Clark等利用4271个14C记录及475个地球宇宙源核素(TCN)记录,确定LGM为26.5~19.0kaBP。
冰川的记录主要用来确定冰消期开始的时间,也就是LGM结束的时间。冰川的长度大约在30kaBP达到最大,与冰盖达到第1个极大值的时间相近。在北美西部、欧洲及热带,冰川开始退后的时间比青藏高原及南半球中纬度要早,北半球大部分冰川后退的时间约在19kaBP,这大体上与北半球冰盖最大范围结束时间相当。
北半球的冰盖在各地变化时间不同。除了巴伦支海冰盖与格陵兰冰盖之外,大部分冰盖的范围与冰量成正比。有些冰盖范围在33~29kaBP达到早期的极大值,但是劳仑泰冰盖继续增长,大约在26.5kaBP所有冰盖都达到极大值,正好这是海平面极低时期的开始。劳仑泰冰盖、北美西北部的考尔的勒冰盖、巴伦支海/克拉海冰盖、英国/爱尔兰冰盖、斯堪的纳维亚冰盖在20~19kaBP开始后退。虽然格陵兰冰盖的后退缺少HC和TCN记录,从海洋径流来判断可能在20kaBP开始后退。20~19kaBP冰缘普遍后退,这与19kaBP融水脉冲造成20~l9kaBP海平面上升10m是一致的。西南极罗斯海区有较好的时间记录,15.2~13.9kaBP冰盖开始后退,这可能造成了14.5kaBP融水脉冲。
人们经常用海平面高度来判断LGM,这是一个反映全球总冰量的综合指数。根据不同资料判断LGM在26.5~19.0kaBP。模式估计LGM海平面可能下降130m,与代用资料的估计一致隅。图1给出这3种资料对LGM年代学的估计。从以上材料来看26.5~19.0kaBP的低海平面时期与冰盖的最大范围时期一致。在这7.5ka期间,冰盖与气候保持平衡。LGM以及冰期~间冰期旋回在中国黄土中有很好的记录,而且与格陵兰冰盖的变化有很大的一致性。至于LGM形成的机制,Clark等讨论了3个因子:北半球高纬的太阳辐射、大气CO2,浓度及热带太平洋海表温度(SST)。冰盖最初的增长在33~29kaBP,这时北半球太阳辐射开始下降,45°N尤为明显。劳仑泰冰盖对此尤为敏感,这表明北半球高纬的太阳辐射控制了冰盖的增长,但是CO2,减少15×106也有一定作用。冰盖与SST的密切关系说明,SST下降有利干冰盖增长。38~30kaBP SST下降2~4℃,与图1中灰色条框所标明的第1次冰盖增长一致。60kaBP暖池的温度已开始下降。模式研究表明,这将增加北半球冰盖的物质平衡。与冰盖增长期不同,LGM的终结即冰消期的开始,主要依赖于北半球高纬太阳辐射的上升。大约相同时间,所有大大小小的冰盖及山地冰川都在20~19kaBP开始后退。无论如何到19kaBP热带太平洋SST还没有上升,所以对LGM的结束没有多大贡献。西南极冰盖的后退开始得比北半球晚,青藏高原冰川后退也开始得晚,这可能与东亚季风的影响有关,直到17.5kaBP东亚季风才突然减弱。不过在以后的冰消期中大气CO2的增加及SST的上升也有一定影响。