英国第四纪主要陆上冰川作用范围的证据类型、命名与不确定性研究

【字体: 时间:2025年06月18日 来源:Proceedings of the Geologists' Association 1.1

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  为解决英国第四纪冰川作用范围界定不清、证据标准不统一的问题,英国地质调查局研究人员系统评估了Anglian和Late Devensian两期冰川的地质与地貌证据,提出用"limit of preserved evidence"替代传统"glacial limit"概念,并绘制了新版冰川证据保存界限图。该研究为工程地质、水文地质等应用领域提供了更精确的冰川作用边界数据,对理解英国地表演化历史具有重要意义。

  

冰川塑造了英国独特的地貌景观,但关于这些冰巨人究竟曾扩张到何处,科学界长期存在争议。传统上地质学家使用"glacial limit"来描述冰川最大范围,然而随着研究的深入,人们发现这个术语隐藏着一个关键问题——我们看到的究竟是冰川真正到达的边界,还是历经数十万年侵蚀后侥幸保存下来的证据碎片?英国地质调查局的Jonathan R. Lee和Sam Roberson在《Proceedings of the Geologists' Association》发表的研究,就像一位冰川侦探,通过系统梳理各类证据,重新界定了英国第四纪冰川作用的真实足迹。

研究团队采用多学科方法:整合BGS 1:5万数字地质图数据筛选冰碛物分布;分析百万余条钻孔记录验证冰碛层空间分布;运用NEXTMap数字地形模型识别冰缘地貌;结合BRITICE项目冰缘地貌数据;采用GIS技术(地理信息系统)在1:1万-1:2万比例尺下重建证据保存界限,并按证据可靠性分为"制图约束"、"钻孔约束"和"推测"三类。

【2. The UK glacial record】部分系统梳理了英国第四纪冰川活动史。研究表明早-中更新世(Early and early Middle Pleistocene)北欧大陆架已反复遭受冰川作用,而陆上记录主要保留在Anglian(MIS 12,约48-43万年前)和Late Devensian(MIS 2,约3-1.6万年前)两期主要冰川事件中。值得注意的是,所谓"Wolstonian"冰川(MIS 10-6)的存在仍存争议,而Younger Dryas(约1.29-1.17万年前)形成的冰帽和山谷冰川则为最近一次冰川活动。

【3. Key evidence and terminology】部分创新性地提出了证据保存理论。研究发现冰下热 regime(thermal regime)直接影响冰碛物形成——冷基冰川(cold-based glaciers)主要通过冰缘推挤形成不连续冰碛,而暖基冰川(warm-based glaciers)则能产生大面积冰碛层。但令人惊讶的是,高孔隙水压力可能导致快速冰流区反而缺乏可识别冰碛层。研究强调冰缘地貌(如推挤碛push moraines、挤压碛squeeze moraines)的保存率随时间急剧下降,Anglian期的地貌保存率显著低于Late Devensian期。

【4. Refining the limit】部分呈现了突破性成果。新版Anglian期证据保存界限显示:在埃塞克斯郡,冰碛物分布比传统认知向东延伸6.5公里;Danbury-Tiptree山脊处发现冰川挤压形成的冰缘复合体;而西米德兰兹郡的冰碛体则比既往认识退缩5公里。Late Devensian期证据表明:北海冰舌(North Sea Lobe)南界由Holkham Till和终端冰碛界定;约克谷冰舌止于Escrick冰碛垄;威尔士冰川在Black Mountains北麓形成Llanvihangel冰碛垄;而Scilly群岛北部冰碛物证实爱尔兰海冰流(Irish Sea Ice Stream)曾南扩至大陆架边缘。

这项研究的意义在于建立了冰川遗迹研究的范式转变。通过用"limit of preserved evidence"替代传统"glacial limit",研究者强调地质记录的不完整性——就像拼图丢失了边缘碎片,我们看到的只是冰川最小范围。这种认识对工程地质风险评估至关重要,因为实际冰川影响范围可能远超现有证据所示。研究揭示的证据保存规律也为全球其他地区古冰川研究提供了方法论借鉴,特别是对经历多期冰川作用的温带地区。未来研究需结合海底地震数据,进一步探索陆架区更完整的冰川记录,以弥补陆上证据的残缺。

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