哥伦比亚北部安第斯山脉科库伊山晚冰期和全新世冰川波动的古气候意义

为揭示热带地区在晚更新世高幅度气候变化中的作用，研究人员通过地貌测绘和宇宙成因核素10Be表面暴露测年技术，重建了哥伦比亚科库伊山三个相邻山谷的冰川波动历史。结果表明，冰川在14.5-12.8 ka南极冷逆转期显著扩张，在12.8-11.7 ka新仙女木期逐渐消退，这一模式与全球两极记录一致。该研究为理解热带驱动全球气候变化的机制提供了关键陆地证据。

　　

在全球气候变化研究中，热带地区作为地球最大的气候带，通过海洋-大气潜热和水汽传输对全球气候起着举足轻重的作用。然而，我们对热带地区在晚更新世高幅度气候变化中扮演的角色仍知之甚少，特别是热带地区是简单地响应高纬度强迫，还是本身作为全球气候变化的驱动者这一问题悬而未决。哥伦比亚安第斯山脉的科库伊山作为东科迪勒拉山脉的最高次山脉，其冰川记录为理解这一关键科学问题提供了独特窗口。

由Gordon R.M. Bromley领衔的国际研究团队在《Quaternary Science Reviews》发表重要成果，通过综合运用地貌测绘、宇宙成因核素¹⁰Be表面暴露测年(cosmogenic-nuclide surface-exposure dating)和古雪线重建(paleo-snowline reconstructions)等技术手段，系统研究了科库伊山三个山谷(Lagunillas、Bocatoma和Cardenillo)的冰川波动历史。研究特别关注了晚冰期(Lateglacial，约16-11 ka)和全新世(Holocene)的关键气候事件。

关键技术方法包括：1)基于遥感影像和野外调查的冰川地貌制图；2)石英砂岩石英中¹⁰Be的提取和加速器质谱(AMS)测定；3)采用Quelccaya冰帽产率标定年龄；4)运用GlaRe工具箱进行古冰川重建和平衡线高度(ELA)计算；5)结合不同积累面积比(AAR)和平衡比(BR)估算古温度变化。

研究结果部分，"5.1. 冰川地貌学"详细描述了Lagunillas和Bocatoma山谷的冰碛序列，发现Lagunillas冰川在末次盛冰期(LGM)后退后分离为两个冰舌。"5.2. 铍-10冰碛年代学"显示，Lagunillas山谷的Pintada冰碛形成于13.7±0.4 ka，Bocatoma山谷的外侧冰碛年龄为12.7±0.4 ka，而Cardenillo山谷的M18-M16冰碛年龄为13.8±0.3 ka，表明冰川在14.5-12.8 ka南极冷逆转期(ACR)显著前进。"5.3. 古冰川和ELA重建"通过AAR方法(取0.8)计算出Lateglacial期ELA比现代低约200米，对应温度降低1-1.7°C。

在"6. 讨论"部分，研究揭示了几个重要发现：首先，科库伊山冰川在ACR期间前进，而在新仙女木期(YD)逐渐退缩，这一模式与全球记录一致，不支持传统的"双极跷跷板"假说。其次，研究提出热带海洋-大气热传输和水汽通量变化可能是驱动晚冰期气候突变的关键机制，而非单纯依赖CO₂变化。最后，全新世早期ELA快速上升表明强烈增温，而近几个世纪的冰川退缩规模和速度远超过去16000年的自然变率，暗示现代变暖的异常性。

这项研究的科学意义在于：1)提供了北热带安第斯山脉首个直接定年的陆地温度记录；2)证实了热带冰川对全球气候事件的同步响应；3)为理解热带驱动全球气候变化的机制提供了新视角；4)凸显了现代变暖在长时间尺度上的异常性。这些发现不仅深化了对过去气候动力学的认识，也为预测未来气候变化提供了重要参考。