Picarro分析儀助力揭示青藏高原中部晚全新世冰川變化

冰芯采集地點：中央青藏高原唐古拉冰川，海拔5645米；

冰芯長度：190.3米；

采集時間：2004年；

區域氣候特征：該區域處于半干旱大陸性氣候和溫暖濕潤海洋性氣候的過渡區，受西風、印度季風和東亞季風的共同影響。

實驗地點：中國科學院寒區科學國家重點實驗室；

分析內容：冰芯的密度、雪層厚度、空氣含量和污染層；

方法：在-20°C的冷室中手動觀察冰芯，拍攝每個冰芯樣品的數字圖像，并通過計算機人工觀察估算冰芯中空氣含量的總體特征。冰樣按50厘米間隔計算賦值，并轉換為空氣含量百分比。

分割與清洗：將冰芯縱向分為四部分，每部分按2厘米間隔切割，并清洗樣品表面；

進行放射性β活性、不溶顆粒濃度、可溶性無機離子濃度檢測；使用L2130-i同位素和氣體濃度分析儀檢測冰芯的穩定氧同位素比值。

氣泡提取方法：手動融化-再凍結法；

氣體檢測：使用MAT 253™同位素比質譜儀檢測δ¹⁸O_bub，檢測精度約為0.1‰。每個氣體樣品連續檢測五次，取平均值作為最終檢測值。

表層冰芯年代測定：通過比較冰芯中δ¹⁸O、硫酸根離子濃度和不溶顆粒濃度的年變化特征，確定上部27.13米冰芯的年代范圍（1859-2004年）。

深層冰芯年代測定：使用冰川流動模型（GFM）和與已知年代的總太陽輻射（TSI）變化進行比較的方法，確定深層冰芯的年代關系。

現代大氣氧同位素比值檢測：在青藏高原內外的六個地點采集現代大氣樣品，檢測其δ¹⁸O_atm值，結果顯示全球現代大氣氧同位素比值無顯著差異。

δ¹⁸O_bub變化的解釋：通過分析δ¹⁸O_bub的正負變化，推斷冰川的積累和消融過程，并探討其與區域氣候條件的關系。

唐古拉冰川10 m冰芯層數定年結果

全新世晚期以來唐古拉冰芯δ¹⁸O_bub的變化結果

基于年層數法，對比冰芯中空氣含量的變化與太陽總強度，重建了冰芯年代學。結果表明，該冰芯的年齡跨度約為3600年。因為冰芯和冰芯氣泡之間沒有明顯的年齡差異，冰芯年代學也可作為冰芯氣泡年代學來討論其千年變化。通過對唐古拉冰川表面成冰過程的分析和冰芯δ¹⁸O_bub影響因素的探討，作者發現唐古拉冰芯δ¹⁸O_bub的變化與冰川的積累或融化密切相關。暖期冰川有冰雪融水時，由于氣體與融水之間通過物理和化學過程進行氧同位素交換，δ¹⁸O_bub值比自然大氣δ¹⁸O_atm值更偏負。在寒冷期，粒雪在冰川上積累，由于重力分餾作用，δ¹⁸O_bub值偏正。

唐古拉冰芯δ¹⁸O_bub的變化表明，在過去大約3600年，青藏高原中部冰川經歷了4次積累期和3次融化期。強烈的積累期為公元前1610-450年，也可分為兩個獨立的階段。另外兩個積累期分別為公元200-300年和1230-1900年，青藏高原中部冰川融化顯著的時期為近100年。另外兩個融化期分別為公元前300年-公元200年和公元300-1230年。通過對晚全新世以來青藏高原中部與青藏高原各地區或北極圈冰川和氣候變化的比較，發現青藏高原各地區氣候變化并不一致。與青藏高原其他地區相比，氣候事件（如小冰期）在青藏高原中部不顯著。晚全新世以來唐古拉冰川的變化與北半球高緯度地區的氣候變化密切相關。