安道尔及东南比利牛斯山脉的末次冰期消退

《Quaternary Science Reviews》：Last glacial termination in Andorra, southeastern Pyrenees

【字体：大中小】 时间：2026年08月11日 来源：Quaternary Science Reviews 3.3

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　　•通过36Cl宇宙成因暴露定年法，我们研究了安道尔的冰川演变历史。•在最后一次冰期期间，山谷中的冰川厚度可达500米。•自最后一次冰期以来，冰川逐渐退缩，如今已没有活跃的冰川存在。•根据当前的降水量，PISM模型预测最后一次冰期时气温将下降5.5摄氏度。引言近年来，人们对伊比利亚

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通过³⁶Cl宇宙成因暴露定年法，我们研究了安道尔的冰川演变历史。
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在最后一次冰期期间，山谷中的冰川厚度可达500米。
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自最后一次冰期以来，冰川逐渐退缩，如今已没有活跃的冰川存在。
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根据当前的降水量，PISM模型预测最后一次冰期时气温将下降5.5摄氏度。

引言

近年来，人们对伊比利亚山脉，包括比利牛斯山的演化有了更多了解（例如Oliva等人，2019年；Delmas等人，2021年、2026年；Carrasco等人，2024a、b年；Vidaller等人，2026年）。安道尔公国内的所有山谷也是如此，它们在最后一次冰期都曾有冰川覆盖（例如Calvet等人，2011年；Turu等人，2011年）（见图1）。流经安道尔的瓦利拉河的主要冰川舌延伸超过43公里，在32.8±1.2千年前达到最大范围（Jalut和Turu，2008年），甚至可能早在59千年前（Turu等人，2017年）到73千年前（Turu等人，2023a年）就已达最大规模。后续的冰期阶段，包括全球性的最后一次冰期最大值时期（LGM：26.5–19千年前；Clark等人，2009年）或GS-2.1b时期（Rasmussen等人，2014年），则是通过比较比利牛斯山与其他欧洲山脉的情况来研究的（Domínguez-Villar等人，2013年；Oliva等人，2019年；Turu，2023a年），由此可划分出冰川演化的三个主要阶段：

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冰期最大值后的退缩阶段（48–32千年前）：这是冰川在达到早期最大冰盖范围之后的初始退缩阶段（Turu等人，2023a年）。
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最后一次冰期期间的冰川再次前进阶段（32–18千年前）：这一阶段的特征是冰川不断前进与后退交替——可能是类似脉冲式的前进（Jalut等人，2010年；Jalut和Turu，2008年）。这一阶段促使冰坝湖的形成以及冰川湖沉积物的堆积，这些通常会出现在不连续的地层记录中。例如，北瓦利拉冰川在退缩的同时仍在为马萨纳古湖供水，而该古湖则被东瓦利拉主冰川所阻挡（Vilaplana，1985年；Turu和Bordonau，1997年、2013年；Ventura和Turu，2021年；Turu等人，2017年、2023a年）。
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最终的冰川消融阶段（18–13.3千年前）：这一阶段包括从18千年前到15千年前的大范围退缩，随后在15千年前到13.3千年前又出现了更快速的退缩（Palacios等人，2017a年、2017b年）。
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尽管如今比利牛斯山的一些冰斗仍有冰川存在（18个冰川覆盖了172.6公顷面积；Izagirre等人，2024年），但它们的规模已经缩小，同时碎屑覆盖物有所增加（Izagirre等人，2025年）。

在本研究中，除了使用传统的术语划分，如从最后一次冰期到全新世之外，我们还采用了时间框架来识别最后一次冰期结束过程中的寒冷期和温暖期，这一方法遵循了格陵兰冰芯项目（GRIP和NGRIP）提出的事件地层学术语体系（Rasmussen等人，2014年）。这类千年尺度的波动在北大西洋地区，包括比利牛斯山，都具有重要意义。因此，时间地层学尺度也是基于GS（格陵兰冰期）和GI（格陵兰间冰期）的划分方式，这与之前在比利牛斯山中部使用的方法一致（例如Reixach等人，2021年）。不过，为简化表述，我们在首次出现时才使用GS/GI这一术语。

虽然人们对比利牛斯山在海洋同位素第2期（MIS 2）期间的冰川演化——尤其是最后一次冰期和第一次冰期终止期（即MIS 2结束、全新世开始之前的时期；约19-11.7千年前；Denton等人，2010年）——已有了越来越深入的了解，但安道尔地区的相关研究仍然相对不足。最后一次冰期之后，冰川开始向冰斗方向退缩，不再阻挡诸如马德里乌河谷和北瓦利拉河谷这样的主要支流河谷（见图1）。

在比利牛斯山东部，海拔2100–2300米的较低冰斗的冰川消融始于约14.5千年前，也就是布林期-阿勒罗德间冰期（GI-1）开始之时（Andrés等人，2018年；Delmas等人，2023a年、2023b年；Fernandes等人，2021年、2024年；Oliva等人，2021年；Palacios等人，2015a年、2015b年；Reixach等人，2021年）。相比之下，海拔较高或处于避风位置的冰斗则一直被冰雪覆盖，直到年轻干冷期之后，即约12千年前（Crest等人，2017年；Jomelli等人，2020年；?iner等人，2024年；Oliva等人，2025年；Ventura等人，2025a年、b年）。这种逐步的冰川退缩伴随着斜坡不稳定和冰川过度加深，进而引发了冰后期岩层松弛现象，并导致了多种冰缘响应，包括深层重力变形、土流以及大规模山体滑坡（Turu，2024年；Turu和Planas，2005年；Guerrero等人，2018年；Planas和Torrebadella，2022年）。

本研究旨在：一）通过對冰川作用形成的基岩表面以及冰碛岩进行¹⁰Be和³⁶Cl TCN表面暴露定年分析，完善对安道尔地区在最后一次冰期及其之后的冰川行为的地质年代学研究；二）利用平行冰盖模型（PISM）重建最后一次冰期的古气候状况。我们所得到的新年代数据与比利牛斯山各地的冰川退缩模式相吻合，有助于进一步了解晚更新世时期的地貌演化情况。

章节摘要

安道尔的自然环境

安道尔公国位于比利牛斯山的中东部，坐标为北纬42.51度，东经1.52度，面积为468平方公里，地处崎岖的山地地带，是瓦利拉河的上游流域（见图1）。这条河流向南流入塞格雷河，最终在拉塞乌德乌尔赫尔附近（海拔约700米）汇入埃布罗河，那里有大量的冰川河流阶地，见证了更新世时期的沉积作用（Turu和Pe?a，2006年）。瓦利拉河有四条主要支流——塞图里亚河、北瓦利拉河，

研究方法与材料

为重建古冰川的分布范围及演化过程，我们采用了多种研究方法，包括地貌测绘、TCN表面暴露定年分析，以及基于冰川模型的古冰川重建。

地球宇宙成因核素（TCN）表面定年法

我们将上述32个样本（见表1）分为四类具有不同地貌特征的类别，这些类别能够较好地反映冰川退缩的空间差异：1）梅内拉冰斗（属于佩松斯主冰斗的一部分），2）东瓦利拉河谷，3）恩戈拉斯特斯湖冰碛，4）北瓦利拉冰斗及河谷。相关研究结果见图3和表1。

讨论

晚第四纪期间，比利牛斯山的演化反映了较低温度与水分条件之间的复杂相互作用，这导致了该山脉不同区域的冰川行为存在显著差异（Delmas等人，2021年）。与北半球的其它山区一样，比利牛斯山在最后一次冰期期间经历了最寒冷的天气，当时大规模的冰盖和高山冰川在半球尺度的气候作用下达到了最大范围（Clark等人，2009年）。

结论

我们为安道尔的冰川消融过程构建了一个详细的、按时间顺序排列的框架，从而为了解最后一次冰期结束时东南比利牛斯山地区的冰川动态提供了重要线索。通过对经过打磨的基岩表面以及冰碛岩块进行¹⁰Be和³⁶Cl TCN表面暴露定年分析，我们发现冰川在最后一次冰期最大值之后是分阶段退缩的。

所得到的年代数据表明，最后一次冰期期间冰川的退缩呈现出一定的规律性，即

关于手稿撰写过程中使用生成式AI及AI辅助技术的声明

在撰写本论文的过程中，作者们使用了www.grammarly.com这一工具来校对英文内容。在使用该服务之后，作者们对内容进行了必要的审核和修改，并对最终发表的文章内容负全责。

作者贡献

阿蒂拉·奇纳尔：提供资金支持、研究设计、野外工作、样品采集、论文撰写与审阅。

瓦伦蒂·图鲁：提供资金支持、研究设计、野外工作、样品采集、论文撰写与审阅。

马克·奥利瓦：提供资金支持、研究设计、野外工作、样品采集、论文撰写与审阅。

M.阿基夫·萨里克亚：负责野外工作、样品采集、模型运行、论文撰写、样品准备以及文献阅读。

阿登·坎达什：负责模型运行、论文撰写与文献阅读。

奥努尔·阿尔特纳伊：负责地图绘制、论文撰写与文献阅读。

何塞普·文图拉：负责野外工作、样品采集、地图绘制以及文献阅读。

托尔加·格尔姆：负责野外工作、样品采集以及文献阅读。

利益冲突声明

作者们声明，他们不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益关系或个人关系。

致谢

本研究是在西班牙经济与竞争力部资助的项目PID2023-146730NB-C31的支持下完成的。此外，西班牙教育与科学部也通过CGL2004-06516/BTE以及BTE-CGL-2006-08996这两个研究项目为本研究提供了支持。未经发表的AMS¹⁴C定年分析工作则得到了安道尔地质公司Igeotest SL以及马塞尔·谢瓦利埃私人基金会的资助。我们还要感谢澳大利亚政府为中心提供的财政支持。

引言