中國(guó)高山冰川的不對(duì)稱不可逆轉(zhuǎn)地改變了地貌
中國(guó)的高山冰川。鳴謝:吉恩·泰勒，高山來(lái)自Unsplash。冰川不可變地
（神秘的不對(duì)稱地改地球uux.cn）據(jù)美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)（漢娜·伯德）：在過去大約260萬(wàn)年(第四紀(jì))中，地球經(jīng)歷了重大的逆轉(zhuǎn)氣候變化，一系列的中國(guó)冰川和間冰期循環(huán)改變了我們的地貌。這包括直接來(lái)自穿越該地區(qū)的高山冰川的侵蝕作用，以及來(lái)自后續(xù)融水的冰川不可變地河流侵蝕。特別是不對(duì)稱地改，高山冰川會(huì)侵蝕當(dāng)?shù)氐哪孓D(zhuǎn)景觀，改變水流向下游的中國(guó)地形，但這種活動(dòng)產(chǎn)生影響的高山速度還不確定。
發(fā)表在《地質(zhì)學(xué)》雜志上的冰川不可變地新研究將中國(guó)祁連山作為一個(gè)理想的實(shí)驗(yàn)，以確定由于山脈兩側(cè)冰川大小的不對(duì)稱地改差異，冰川侵蝕對(duì)山脈地形的逆轉(zhuǎn)影響。來(lái)自太陽(yáng)的日照更多地集中在山脈的南側(cè)，這意味著冰川比相對(duì)更冷更潮濕(來(lái)自亞洲季風(fēng))的北坡生長(zhǎng)得更小，這種結(jié)果被稱為不對(duì)稱冰川作用。事實(shí)上，在北坡，冰堆積和冰融化達(dá)到平衡的點(diǎn)(稱為平衡線高度)比南坡低200米。
來(lái)自GFZ德國(guó)地球科學(xué)研究中心的陶晶·賴博士和金伯利·胡珀特博士解釋說(shuō)，這種現(xiàn)象不是最近才發(fā)生的，相反，不對(duì)稱冰川作用很可能是從晚漸新世(高達(dá)2780萬(wàn)年前)開始發(fā)生的，因?yàn)闁|亞季風(fēng)從那時(shí)起就一直存在。
“由于氣候變化，許多冰川正在縮小，但它們對(duì)景觀的潛在影響仍不清楚，”賴博士說(shuō)。“通過研究祁連山，我們發(fā)現(xiàn)冰川侵蝕影響了下游的河流，導(dǎo)致了持久的變化，即使在冰川消失后，這些變化仍在塑造地形。這種理解有助于我們了解氣候變化是如何影響地球景觀的，并為我們提供了寶貴的見解，讓我們了解冰川、河流和地表在過去和未來(lái)是如何共同作用的。”
為了測(cè)試地形對(duì)冰川-間冰期循環(huán)的響應(yīng)，研究人員使用了地形圖，并根據(jù)不同的平衡線高度模擬了整個(gè)研究區(qū)域的冰川作用。兩側(cè)平衡線高度的差異越大，冰川不對(duì)稱就越明顯，因此流域分界線移動(dòng)得更遠(yuǎn)。
a)50，000多年來(lái)山峰上不對(duì)稱冰川作用的模型，在北坡有較低的平衡線高度(ELA)。b)同一時(shí)期的冰川高度模型和C)冰川融水切割的河道陡度模型。鳴謝:賴和胡珀特，2023。
賴博士和胡珀特博士發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)相鄰流域(所有降水和徑流都流入這兩個(gè)流域)之間的分界線向南移動(dòng)，因此流入這兩個(gè)流域的河道變得更加陡峭，尤其是在北坡。這種變陡導(dǎo)致當(dāng)?shù)鼐坝^更深的侵蝕作用，不僅局限于經(jīng)歷冰川作用的地區(qū)，還包括更下游的地區(qū)。
冰川作用后地形再平衡的反應(yīng)時(shí)間是由侵蝕速率和陸地抬升速率之間的差異造成的。賴博士和胡珀特博士的模型表明，雖然侵蝕在間冰期加劇，但隨著時(shí)間的推移，侵蝕和隆起達(dá)到相對(duì)平衡，可能需要600多萬(wàn)年。這完全超過了每40，000年和100，000年一次的冰川和間冰期循環(huán)。賴博士說(shuō)，“漫長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間表明，冰川消失后，不對(duì)稱冰川作用(通過分裂遷移)的影響不會(huì)輕易消失。”
“事實(shí)上，河流侵蝕仍然是間冰期的主導(dǎo)過程，分支遷移通過改變河流侵蝕的速度來(lái)影響地形演變，”賴博士補(bǔ)充說(shuō)。“較長(zhǎng)的響應(yīng)時(shí)間意味著流域分割遷移和侵蝕率變化的影響不會(huì)輕易消失，地形會(huì)繼續(xù)自我調(diào)整以適應(yīng)冰川消退。這對(duì)解釋一些觀察數(shù)據(jù)有影響。例如，我們應(yīng)該小心地將一些觀察到的侵蝕速率解釋為長(zhǎng)期穩(wěn)定的速率，并假設(shè)這些速率在未來(lái)不會(huì)改變。
“在這項(xiàng)工作中，我們只關(guān)注了間冰期地形再平衡的時(shí)間尺度，以應(yīng)對(duì)不對(duì)稱冰川作用。在未來(lái)，我希望對(duì)非對(duì)稱冰川移動(dòng)分水嶺位置的時(shí)間尺度有一個(gè)徹底的了解。通過這種方式，我們可以全面了解冰川-間冰期循環(huán)期間冰川、河流和地形之間的動(dòng)態(tài)相互作用。”
從全球來(lái)看，這項(xiàng)研究對(duì)于聯(lián)系東西走向的山脈至關(guān)重要，這些山脈在其北部和南部斜坡上經(jīng)歷了顯著的太陽(yáng)照射差異，以及那些風(fēng)和降水模式更側(cè)重于一個(gè)斜坡而不是另一個(gè)斜坡的山脈。冰川和河流侵蝕影響當(dāng)?shù)鼐坝^的速度很重要，因?yàn)闅夂蜃兓^續(xù)縮小冰川，大量融水被運(yùn)送到下游，對(duì)沿途的環(huán)境和社區(qū)造成影響。 |
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