《Quaternary Science Reviews》：Rapid thinning of the Cordillera Darwin Icefield at the onset of Termination I
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Cordillera Darwin冰场的10Be暴露年龄分析显示末次冰期终止初期（约18.8-16.9 ka）冰面快速下降500米，归因于南纬西风带突然南移导致夏季升温，迫使冰川大规模消融。
B.L. Hall|A.E. Putnam|T.V. Lowell|G.H. Denton|J.L. Russell|R.L. Soteres|M.M. Spoth-Ascencao|M.L. Miles|S.G. Thomas|P.I. Moreno|R. Schwartz|J.M. Schaefer
美国缅因大学地球与气候科学学院及气候变化研究所，奥罗诺，缅因州
摘要
尽管已经进行了一个多世纪的研究，但上一个冰河时代结束的原因仍然不确定。在这里，我们重建了智利最南端达尔文山脉冰原的变薄历史，以追踪冰河时代末期的相对夏季温度变化，并探讨其潜在的驱动因素。通过对冰川侵蚀形成的基岩上的18个10Be暴露年龄进行测定，我们发现该冰原中心在18.8至16.9千年前（冰河时代末期开始时）至少下降了500米的高度。我们认为这种冰层下降反映了夏季温度的升高，从而导致大规模的冰川融化。我们将这一现象归因于南风向极地方向的偏移，使得达尔文山脉冰原处于温度较高的空气团中，而这些温度与其在末次冰盛期（LGM）的覆盖范围不相符。
引言
是什么结束了上一个冰河时代？传统上认为，如第一次冰河时代结束（约17.5–11.7千年前）这样的事件是由北半球夏季太阳辐射强度驱动的（例如，Milankovitch, 1941; Imbrie et al., 1993; Raymo, 1997）。然而，早在Mercer (1984)就指出，这一假设无法解释全球范围内冰河时代结束的同步性，因为南北半球的太阳辐射情况并不同步。因此，这种基于太阳辐射的驱动机制需要将北半球的信号传播到整个地球。最近的研究试图从冰河时代期间千年尺度上的半球间变化相位差异中寻找原因。目前的假设在很大程度上取决于这些较短时间尺度上全球气候是否同步。例如，在第一次冰河时代末期，人们观察到气候行为的不一致性（例如，Sowers and Bender, 1995），这促使一些人提出双极跷跷板效应（例如，Broecker, 1998）作为关键驱动因素，即大西洋经向翻转环流（AMOC）的停止导致了南半球的变暖。另一种观点认为，全球气候是同步变化的，通常认为大气中的温室气体是推动冰河时代结束的原因（例如，Shakun et al., 2012）。另一种可能性是南风（SWW）的纬度变化，可能是由南半球冬季长度引起的，这种变化影响了海洋的热量储存和释放，以及大气中的水蒸气和二氧化碳，从而导致全球气候的同步变化（Denton et al., 2021）。为了评估这些假设，需要来自不同纬度的准确古气候记录。这些信息不仅可以显示事件是否在全球范围内同步发生，还可以判断变化幅度和速率是否与所提出的驱动机制相符。
作为上一个冰河时代夏季温度变化时间和相对幅度的替代指标，我们提供了来自南美洲最南端地区的新冰层变薄记录。我们的年代数据表明，在冰河时代末期开始时（约18.8–16.9千年前），达尔文山脉冰原的表面高度迅速下降。我们将这种变薄现象归因于伴随南风突然向南偏移而导致的升温，这使得达尔文山脉处于更接近间冰期的亚热带空气团中，而这种气候条件无法维持大规模的冰川覆盖。
背景信息
达尔文山脉（图1）位于南美洲最南端附近，呈东西走向（54–55°S）。这些山脉从海平面升起，高度达到约2400米，目前被达尔文山脉冰原覆盖。靠近太平洋沿岸的地区气候较为湿润，而东部则较为干燥（Tuhkanen, 1992）。山脉中部有冰川延伸至海平面，该地区被峡湾深切。
在上一个冰河最大期（LGM）期间，现在的冰原显著扩展
方法
为了确定冰川退缩的时间并评估冰原中心的变薄速率，我们利用10Be表面暴露年龄和放射性碳测年方法，在达尔文山脉中南部皮亚峡湾（Fiordo Pía）沿垂直剖面追踪了冰川的退缩过程（图3）。该区域位于 former 冰盖的中心，负责从最高峰处排水。剖面沿着皮亚峡湾西南侧的基岩脊延伸，海拔高度从611米到114米。
结果
18个10Be暴露年龄数据显示，该地区的冰川退缩发生在18.9–16.0千年前（表1）。剔除一个异常值后，数据主要集中在18–17千年前，平均年龄为17.5千年（图3，图6）。高精度的10Be年龄与样本海拔高度之间没有明显的相关性，无论是山顶还是基部的样本年龄都相似。通过使用蒙特卡洛模拟的线性最小二乘回归模型（Jones et al., 2019），我们
讨论
这些暴露年龄表明，该地区的冰川退缩发生在18.8–16.9千年前（图6a），很可能开始于18.8–17.5千年前。这些年龄的高度一致性排除了核素污染或侵蚀的影响，可能的例外是那个被排除的样本。与暴露年龄相比，放射性碳测年结果更年轻，其中最古老的样本年龄为16.6 ± 0.4千年。
结论
18个暴露年龄数据显示，达尔文山脉中心的冰层从最高采样点（海拔611米）开始，在18.8–17.4千年前开始退缩。根据年龄的垂直分布和冰层变薄模型，结果推测冰面高度在1000–1500年内下降了约500米。如果如其他研究所示，冰川末端至少在18.2千年前仍保持在其末次冰盛期的位置附近，那么我们的数据也暗示了冰川可能经历了边缘性的退缩。
作者贡献
概念提出：Hall, Denton, Putnam, Russell。
野外工作：Hall, Lowell, Soteres, Spoth-Ascencao, Miles, Thomas。
实验室工作：Hall, Putnam, Schwarz。
数据解释：Hall, Putnam, Denton, Lowell, Russell, Moreno, Schaefer。
论文撰写：Hall。
所有作者都阅读并审阅了这篇论文。
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研究。
致谢
我们感谢已故的Charlie Porter，以及Quixote Expeditions公司和“Ocean Tramp”号的船长及船员。P. Wolcott和A. Schmidt在野外工作中提供了帮助。我们感谢国家林业公司（CONAF）和国家边境与边界管理局（DIFROL）在许可方面的支持。我们还要感谢H. Lovell和一位匿名审稿人的宝贵意见。这项研究得到了美国国家科学基金会（项目编号：2001352、2001401和1042728）以及Comer家族基金会的资助。
