全新世冰川-气候演化：中巴塔哥尼亚卡卢克奥冰川与圣洛伦索山的10Be年代学证据

本研究通过10Be暴露测年技术，重建了中巴塔哥尼亚卡卢克奥冰川的全新世活动历史，揭示了其自6.9 ka以来的多次冰进事件，并对比南半球其他地区冰川记录，提出南半球西风带变化对气候的驱动作用，为理解南美冰川响应机制提供了关键数据。

　　

在南美洲最南端的巴塔哥尼亚，冰川如同地球气候的“温度计”，记录着全新世（约11,700年至今）的气候变迁密码。然而，南半球冰川活动与北半球存在显著差异：当欧洲经历小冰期（LIA）时，南美冰川如何响应？为何中巴塔哥尼亚（44–49°S）的冰川在4–3 ka频繁前进，而更南端却鲜有记录？这些谜题亟待高精度年代学数据解答。蒙特圣洛伦索山（47.6°S）作为巴塔哥尼亚的冰川“档案馆”，其西侧的卡卢克奥冰川保存了完整的冰碛垄序列，成为破解南半球气候驱动机制的理想研究对象。

由美国哥伦比亚大学Lamont-Doherty地球观测所的Michael Kaplan团队领衔的国际研究组，联合智利、阿根廷学者，采用¹⁰Be宇宙成因核素测年技术（cosmogenic surface exposure dating），对卡卢克奥山谷33个冰碛岩样本进行年代测定，并结合遥感测绘与历史数据，首次建立了中巴塔哥尼亚全新世冰川活动的精确年表。研究成果发表于《Quaternary Science Reviews》，为南半球气候模型提供了关键锚点。

关键技术方法
研究团队通过多源遥感数据（Sentinel-2、ALOS PALSAR等）绘制冰碛地貌图，筛选未受侵蚀的冰碛垄顶部巨砾采样。采用加速器质谱（AMS）测定石英中¹⁰Be浓度，结合LLNL-CALS校准曲线计算暴露年龄。数据与邻近Tranquilo山谷记录交叉验证，并对比南半球其他冰川年代学（如新西兰、秘鲁13°S）及古生态记录（如花粉、湖芯）。

研究结果

冰川活动分期

• 早期扩张（6.9–6.7 ka）：卡卢克奥冰川首次显著前进，早于南巴塔哥尼亚多数记录。
• 中全新世高频波动（5.6–3.1 ka）：识别出5,620±200、4,100±140等6次冰进事件，平均每500年形成一道冰碛垄，反映南半球西风带（SHW）周期性南移带来的冷湿气团。
• 晚全新世双峰式（1.4 ka至今）：最大扩张发生于1400–1500 CE（相当于北半球LIA初期），次峰值在1810±20 CE至1870±20 CE，1940年后急剧退缩与卫星观测一致。

空间对比

• 南北差异：中巴塔哥尼亚4–3 ka冰进期恰逢南端（>49°S）记录缺失，可能与南极暖事件相关。
• 半球异步性：与北半球冰川不同，南美冰川最大扩张多发生于早-中全新世，印证SHW主导的“冷相位”机制。

气候驱动假说
研究提出副南极气候（Subantarctic）影响可北延至巴塔哥尼亚北部，千年尺度波动与SHW位置变化、极地气团入侵相关。4–3 ka的南北差异或反映南极变暖的区域性缓冲作用。

结论与意义
该研究填补了中巴塔哥尼亚全新世冰川年代学空白，揭示：

1. 蒙特圣洛伦索冰川对SHW变化高度敏感，其500年周期的冰进事件可作为南半球中纬度气候波动的“节拍器”；
2. 南美冰川行为存在纬度梯度，中巴塔哥尼亚记录既不同于热带安第斯（类北半球模式），也有别于火地岛（晚全新世极盛）；
3. 人为变暖正使两半球冰川响应趋同，但自然状态下南半球气候驱动机制更具区域特异性。

这项成果为预测南半球未来气候变化提供了地质背景，尤其指出SHW位移对南美水循环的潜在控制作用。后续需结合冰芯与海洋沉积记录，进一步解析大气-海洋-冰盖耦合机制。