《Journal of South American Earth Sciences》：Reconstruction of thermal conditions during the Little Ice Age of a rock glacier in central Mexico
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岩冰川永久冻土研究墨西哥Nevado de Toluca火山区通过重建 Little Ice Age气候条件，发现该岩冰川上部中段存在冰富集永久冻土，内部温度约-1.5°C，其形成与末次冰期冰川冰舌活动相关。
Víctor Soto | Kenji Yoshikawa | Rafael Torres-Orozco | Carlos M. Welsh-Rodríguez | Hugo Delgado-Granados
墨西哥韦拉克鲁斯大学地球科学中心，91000，韦拉克鲁斯州，哈拉帕，墨西哥
摘要
目前关于墨西哥冰缘环境的研究较少，现有的研究主要集中在记录该国高山地区的永久冻土分布情况。研究冰川覆盖情况有助于了解当前和过去的气候条件。虽然岩石冰川已被确认为墨西哥冰冻圈的遗迹地貌，但它们在较冷气候条件下的特征尚未得到充分记录。由于岩石冰川是山地永久冻土的唯一可见指标，因此有必要研究其物理性质，无论是当前的还是历史上的。因此，本研究采用回顾性气候学方法分析了墨西哥主要岩石冰川在小冰期期间的温度状况。研究结果表明，至少岩石冰川的中上部处于永久冻土状态，其内部平均温度估计为-1.5°C。进一步估计，该冰川的冰川起源与从晚更新世向早全新世过渡期间覆盖该地区的冰舌有关。
引言
最后一次冰盛期（LGM）的气候条件导致墨西哥中部高山地区形成了广泛的冰川覆盖，包括托卢卡内瓦多火山。即使在小冰期（LIA），相对于现代温度也降温了约2°C，这使得墨西哥的冰川得以恢复自全新世开始以来失去的部分表面积。由于冰舌附近山谷中反复且持续的冻融循环（FTCs）引起的强烈冻裂作用，经常会在冰川表面积累角状岩石碎片，尤其是在其下部（消融区）。
随着时间的推移，冻裂产物和其他碎屑的积累会形成厚度从几十厘米到几米不等的沉积物。在靠近冰川冰的区域，这些沉积物可能会部分掩埋冰舌，有效地将其与大气接触和太阳辐射隔离开来。这些条件可能导致被掩埋的冰川冰转变为冰川成因的岩石冰川。
根据Soto和Delgado-Granados（2020）的研究，岩石冰川的下缘标志着山地永久冻土的下界，Haeberli等人（2006，第191、194页）也强调了这一点。此外，它还是永久冻土存在的主要视觉指标（Barsch，1992）。当富含冰的永久冻土内部融化时，这种地貌会转变为所谓的化石或遗迹型岩石冰川（Barsch，1977）。
这是墨西哥首次从回顾性气候学角度研究岩石冰川，旨在了解高山气候的演变以及热带地区从冰川域向冰缘环境的景观转变。
研究区域
地质-冰川学背景
根据Torres-Orozco等人（2017）的研究，托卢卡内瓦多火山经历了多个锥形喷发阶段，这些阶段分布在四个不同的安山岩和英安岩火山活动阶段。第一阶段发生在150万至130万年前（通过40Ar/39Ar方法测定），形成了向四周分布的边缘圆顶和熔岩流，最远可达当前火山口3-6公里处。相比之下，第二阶段（130万至80万年前）形成的熔岩圆顶和熔岩流主要
研究区域
本研究在墨西哥第四高峰托卢卡内瓦多火山进行，该火山海拔4,680米，属于中新世至今的跨墨西哥火山带（Ferrari等人，2012，2018），由科科斯板块和里维拉板块俯冲到北美洲板块下方形成。托卢卡内瓦多火山拥有墨西哥最大的岩石冰川，位于火山的北坡（19.112761°N，99.747746°W），具体位于NT0701圆顶的底部（Torres-Orozco等人，2017）。
小冰期期间“内瓦多”岩石冰川的内部温度条件
如前所述，“内瓦多”岩石冰川目前被归类为化石/遗迹类型，没有永久冻土（Yoshikawa等人，2024）。然而，在小冰期期间，其内部条件明显不同。考虑到小冰期期间墨西哥相对于现代温度下降了2°C，我们重建了该时期的垂直内部温度网格（图4）及相应的“喇叭曲线”（图5）。
小冰期的环境温度条件
将“内瓦多”岩石冰川的内部温度条件及其在小冰期的永久冻土存在情况与冰川上下部分的空气温度条件结合起来分析时，这些结果更具意义（图7）。
在小冰期期间，空气温度条件有利于冰川上部永久冻土的保存。在冰川的下限，年平均温度为1.2°C
结论
目前被归类为化石/遗迹类型的“内瓦多”岩石冰川，在小冰期期间实际上是活跃的岩石冰川，其内部至少在中上部含有富含冰的永久冻土，表面平均温度为-0.2°C，内部温度约为-1.5°C。然而，需要注意的是，小冰期相对于现代条件的2°C降温带来了一定的不确定性；因此，这些数值应谨慎解读。
CRediT作者贡献声明
Víctor Soto：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，监督，项目管理，方法论，调查，形式分析，数据管理，概念化。Kenji Yoshikawa：撰写 – 原稿，数据管理，概念化。Rafael Torres-Orozco：撰写 – 原稿，调查，概念化。Carlos M. Welsh-Rodríguez：形式分析，概念化。Hugo Delgado-Granados：形式分析，概念化。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
致谢
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