PDF《南极洲乔治王岛柯林斯冰帽 冰芯火山喷发记录》

1970 年前后火山喷发的标志层 ,但本文没有这样处理 ,原 因是它们仅是随机地出现在

6 支冰芯中的两支中 (见本文第

5 部分 ).

3 年代确定 冰芯断代已积累了许多成熟的方法 ,如固体电导率法 ( ECM, Electrical Conductivity Method, Hammer, 1980, 1983)、离子化学层位法、核爆产生的 β 活化度参照层位法 ( Lang- w ay et al. , 1994) ,以及多参数与 δ

18 O相比较的结合断代法等 ,但是由于本文冰芯钻点经 受的严重淋滤作用 ,没有一项适用. 根据小冰穹物理性质 ,完全可以假定冰川处于稳定状态 ,且物质连续积累 ,没有出现 过年层缺失. 尽管在冰川底部有可能出现融化 ,引起物质流失 ,但由于对本文研究有意义 的断代限于上部 ,几乎不牵涉到下部 ,故前述假定仍可视为有效. 根据冰动力学 ( Paterson, 1981) ,处于稳定状态的冰帽冰床以上 y厚度 (冰当量 )处的 年代 t 为: t =∫ h y v-

1 dy ( 1) 式中 h 为冰当量厚度 ,v 为以冰粒每年向下运动距离表示的垂向速度 (与年层厚度一致 ). 年代根据 v,更准确地说是减薄率 dv /dy(特别在本文钻点水平速度可以

0 看待的情况下 ) 与y之间的假设关系计算. 假定冰体冻结冰床 ,垂直应变率在深度方向非均一分布 , Dansgaard and Johnsen ( 1969)曾提出一套计算模式 ,其中设垂直应变率在一定厚度 h′ 之上一致 ,此下线形减小 至0.本文也采用这一计算模式. 理由是 ,柯林斯小冰穹顶的冰川运动极慢 ,可近似认为水

259 第4期韩建康等: 南极洲乔治王岛柯林斯冰帽冰芯火山喷发记录 平运动为 0,钻点正位于分冰岭上.由于冰厚、年积累率 (朱国才等 , 1994;

温家洪等 , 1994) 几乎不随时间改变 ,垂向速度 v 也不变 , Dansgaard and Johnsen( 1969)使用的一套公式适 用.h′ 的位置由年层厚度的变化来确定.根据对冰芯上部互层雪冰的仔细观察 (韩建康 , 1994) ,可划出小冰穹顶部 2. 5m 左右深度年层厚约为 0. 7m冰当量 ,而在 28m上下根据相 邻污化面间冰层厚度分布判断 ,年层厚度变为 0. 4m. 当取年积累率 c= 0. 7m /a(冰当量 ) , 钻点冰厚 h= 120m时 ,算出的年层减薄率为 dv /dy≈ 0. 011,h′ = 113m .图4给出如此算得 的时间尺度.类似的时间尺度也曾使用有名的冰流动定律得出过 (张万昌、韩建康 , 1994). 图4采用 Dansgaard-Johnsen模式为柯林斯冰帽小冰穹冰芯建立的时间尺度 Fig. 4. The established time scale by Dansgaard-Johnsen model for the 80. 2m ice core from Low Dome of Collins Ice Cap, King George Island.

4 火山喷发序列的建立 由计算得出的时间序列 ,可首先得到两个最重要的时间概念: 小冰穹冰床以上 10m 冰厚处的年代为

1897 a B. P. ;

80. 2m冰芯底层对应的冰龄为 360a B. P..这意味着 ,在柯 林斯这一亚南极冰帽上可能取到的可靠记录最多可追朔到

2000 a B. P.. 我们取到手的记 录约有 340a. 火山灰层位的年代计算结果列于表

1 .由于计算出的公元年代与最靠近的在案历史记 录 (如 Simkin and Siebert, 1994)极大差值为 5,± 5a被取作断代误差. 本研究以典型火山 灰记录到的最近火山喷发是

1956 年发生在欺骗岛的那次.冰芯 40. 4m层位断代为

1907 260 极地研究 第11 卷年,与欺骗岛 1912(或1905(? ) ) ,或企鹅岛 1905(? )的事件相近. 冰芯记录的最频繁的火山 活动发生在上一世纪后

25 年. 不过那一阶段