青藏高原全新世湖泊演化与其湖岸风成沉积物相关性研究

来源 :中国科学院大学(中国科学院青海盐湖研究所) | 被引量 : 0次 | 上传用户:xyf8319
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青藏高原作为地球上海拔最高的高原,被称作是“世界第三极”。加之处于东亚季风、印度季风以及盛行西风带的交互影响区,使得青藏高原对气候变化极其敏感。因此自上世纪80年代开始,青藏高原便受到人们越来越多的关注,成为了继南北极之后的又一大研究热点区域。同时,由于青藏高原对气候变化的敏感性,对于全球气候变化研究而言起到了“驱动机”以及“放大器”的作用。作为我国最大的湖泊分布区,青藏高原存在有上千个湖泊。由于大部分湖泊位于高海拔的干旱、高寒区,导致青藏高原上湖区风蚀相比其他地区更为严重,这也使得青藏高原封闭湖泊的湖岸附近存在有大量风成沉积物。因此青藏高原上的封闭湖泊以及其湖岸风成沉积物是研究气候环境变化,反演区域降水、温度等状况,探讨湖泊与其湖岸风成沉积关系的理想载体。本研究分别选择位于青藏高原东北部的青海湖、尕海滩,青藏高原西南部扎日南木错、达瓦错、达则错和当穹错为研究区。共测试分析了40个光释光(Optically Stimulated Luminescence,OSL)年代样品,12个放射性碳测年(Carbon-14 dating,14C)样品,以及若干个地球化学指标样品。基于OSL与14C年代结果建立了可靠的年龄框架,并利用沉积相分析、数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)数据、过去2.1 ka气候瞬变模拟(Simulation of Transient Climate Evolution over the last 21000 years,Tra CE-21 ka)重建研究区的湖面范围变化与古气候变化,结合粒度、磁化率、总有机质等环境代用指标的结果,分别探讨了各个湖泊全新世期间的湖泊演化以及与湖岸风成沉积物的相关性。基于上述工作,主要得到以下结论:1.青藏高原东北部青海湖、尕海滩与青藏高原西南部扎日南木错、达瓦错、达则错、当穹错在过去的演化过程中,湖岸风成沉积物范围与湖泊范围的变化呈此消彼长的关系。即在高湖面时期,湖岸风成沉积物范围不断萎缩;低湖面时期,湖岸风成沉积物范围不断扩大。2.对扎日南木错的措勤(CQ)剖面的湖相样品进行OSL与14C两种方式进行测年,经过对两种测年结果的分析表明OSL年代结果相较14C年代结果而言更加合理、准确。由于碳库效应的存在,14C年龄存在一定的高估现象,由于测年材料的不同受老碳效应的影响不同,水生植物残体的年龄相较大块有机质来说,受老碳效应的影响较小。陆生植物残体虽然不受老碳效应的影响,但由于其死亡时间与沉积时间不确定,在使用陆生植物残体测14C年龄作为地层年龄时应谨慎。3.自21 ka以来,青藏高原西南部降水与气温均呈上升趋势,最高降水量均出现在中全新世阶段,造成这一现象的原因是北半球太阳辐射的增强,使得亚洲夏季风增强,加之青藏高原地区主要受控于亚洲夏季风,因此亚洲夏季风携带水量增加,导致青藏高原降水增多。4.青海湖在早全新世期间(11-9 ka),湖泊水位较低,湖泊范围萎缩,湖盆大范围暴露并被风力侵蚀,为东岸下风向区域提供了大量物源,正因如此,大量风成砂在青海湖东岸堆积;中晚全新世期间(7-1.2 ka),青海湖出现多次高湖面,原本被暴露的湖盆被湖水覆盖,很难被风侵蚀。尕海滩在12.6 ka时出现高湖面,并且该湖泊演化过程与湖岸风成沉积物堆积过程与青海湖相似。5.扎日南木错与达瓦错在早全新世湖泊范围最大,由于季风的减弱以及夏季温度逐渐下降,使得这两个湖区的降水与冰川融水逐渐减少,这也导致自早全新世至中全新世湖泊范围不断萎缩,且这种萎缩状态一直持续至今。在扎日南木错与达瓦错湖岸广泛分布的风成沉积物主要以风成砂为主,加之湖泊范围的不断萎缩,风成砂不断在暴露出的湖盆沉积。湖泊范围与风成砂范围呈负相关变化的关系。6.达则错与当穹错自末冰盛期至中全新世期间,由于季风加强以及气温的升高,区域气候向暖湿转变,湖泊不断扩张。中全新世至今,同样由于季风减弱以及温度下降的原因导致湖泊水位不断下降。虽然这两个湖岸附近的风成砂均沉积在地表并且厚度较薄,但不可否认的是湖岸的风成砂范围仍旧与湖泊水位有着负相关的变化关系。除此之外,相较气候变化对湖泊范围与湖岸风成沉积物范围的影响来说,人类活动的影响因素较小。
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