冰川期海平面下降驱动长江中游河流溯源侵蚀的远程响应机制

针对海平面变化对内陆河流系统影响范围的争议，研究人员通过长江中游江汉平原6个钻孔的高分辨率光释光(OSL)测年，首次揭示末次冰盛期(LGM)海平面下降引发的河流下切作用可延伸至内陆1000公里以上，并量化了全球大型低梯度河流对海平面变化的响应时间尺度(Te)，为理解第四纪冰川旋回中河流地貌演化提供了新范式。

　　

在全球气候变化背景下，海平面波动如何影响内陆河流系统一直是地貌学界的核心争议。传统观点认为海平面变化的影响仅局限于三角洲地区，但近年来越来越多证据表明其影响可能延伸至内陆数百公里。长江作为全球重要河流系统，其中下游低梯度河段对海平面变化的敏感性尚未明确，特别是缺乏高精度年代学证据来揭示末次冰期以来河流侵蚀-沉积过程的时空规律。

中国地质大学（武汉）领衔的研究团队在《SCIENCE ADVANCES》发表的重要成果，通过对江汉平原6个钻孔沉积物开展系统的光释光测年(OSL)和地貌分析，结合全球大型河流系统的比较研究，首次定量揭示了冰川性海平面变化对内陆河流系统的远程控制机制。研究采用的关键技术包括：1）高分辨率OSL测年技术建立沉积序列年代框架；2）钻孔岩芯沉积学分析识别古河道与古阶地；3）基于河流长度、沉积通量和梯度参数的T_e（地貌平衡时间）模型计算；4）全球7大河流系统的对比分析。

研究结果显示：

1. OSL结果：所有钻孔在~26-17 ka（千年）期间出现沉积间断，对应>35米的河流下切，下切深度向河口方向递增至50米，形成明显的阶地-古河道系统。
2. 海平面下降触发LGM期下切：排除气候、构造和自生过程的影响，证实~31-29 ka发生的40米海平面骤降是下切主因，其影响范围达1570公里（直线距离1200公里），直至宜昌三峡段的基岩峡谷区。
3. 海平面上升驱动冰后堆积：~17-9 ka快速堆积充填下切谷（速率达11 m/kyr），~9 ka后细粒沉积速率骤降，与全球海平面上升曲线高度吻合。
4. T_e估算：长江中下游T_e为6.44-24.5 kyr，显著短于密西西比河(29.6-92.5 kyr)，解释其更快的响应能力；亚马逊河中游(13.0-46.4 kyr)和尼罗河下游(7.59-105 kyr)也显示出远程响应特征。
5. 全球启示：半封闭型低梯度河流（如长江、亚马逊）因高沉积通量、低梯度特性，海平面影响可延伸2000-3000公里；而游荡型河流（如黄河）主要通过改道响应。

这项研究颠覆了传统认知，提出三点重要突破：1）首次证实海平面变化可触发内陆超千米尺度的地貌重组；2）建立T_e参数作为预测河流响应能力的定量指标；3）揭示冰川旋回时间尺度（~100 kyr）与河流调整周期的匹配关系。这些发现为理解大型河流系统在冰期-间冰期旋回中的演化规律提供了全新框架，对预测未来海平面变化下的河流地貌响应具有重要科学价值。