论文部分内容阅读
大气粉尘在地球系统中具有举足轻重的作用，可以改变大气辐射平衡、作为凝结核影响大气降水、大范围远距离传输进而影响全球生物地球化学循环。粉尘沉降到冰川和积雪表面，能够吸收雪冰表面太阳辐射，影响冰冻圈气候变化。在全球变暖的大背景下，全球山地冰川不断退缩，而沉降在冰川上的粉尘和各种杂质混合在一起，降低雪冰表面反照率，加剧冰川积雪的消融，影响冰冻圈水文过程。粉尘的矿物组成和地球化学属性因粉尘的源区不同而存有差异，因此示踪粉尘源区对于研究粉尘区域循环的气候过程及其对冰川消融的影响具有重要的意义。 本研究基于2012年和2014年夏季在祁连山西段老虎沟12号冰川采集的粒雪和冰尘样品，应用Sr-Nd同位素示踪和稀土元素地球化学手段综合研究了其地球化学组成随海拔的空间变化、粒雪和冰尘样品Sr-Nd同位素组成的差异性以及冰川表面粉尘的来源差异。研究获得了老虎沟12号冰川表面冰尘Sr-Nd同位素在冰川区不同海拔的空间分布特征，发现冰川积累区粒雪和冰尘Sr-Nd同位素组成存在差异性。老虎沟12号冰川冰尘和积雪粉尘87Sr/86Sr值分别为0.720417～0.721261和0.715324～0.723303，εNd值分别为-14.962～-13.109和-10.09～-9.09。冰川表面粉尘Sr-Nd同位素和稀土元素组成特征表明，与毛乌素和库不齐沙漠相比，研究区粉尘的稀土元素特征值Eu/Eu*和L/HREE偏低，而(Gd/Yb)N偏高，但是与塔克拉玛干沙漠相比较得出冰川表面粉尘的(La/Yb)N,L/HREE，(La/Sm)N和(La/Yb)N均偏高;87Sr/86Sr比值也要比塔克拉玛干沙漠其同位素组成偏高。然而样品的Sr-Nd同位素和稀土元素组成特征均与青藏高原边缘沙漠包括柴达木沙漠、巴丹吉林沙漠、腾格里沙漠、青藏高原东部和研究区局地土相近，说明这些沙漠区域是老虎沟12号冰川的主要粉尘源区。气团轨迹分析和主成分分析也证明了这一结论。 本研究结果表明，祁连山冰川区粉尘的来源受周边临近干旱区环境的影响较大，青藏高原东北缘及邻近的沙漠地区对祁连山冰川区粉尘沉降的贡献较大。本研究地球化学证据进一步验证了该区大气粉尘传输路径及影响其的大气环流。因而本研究对中亚粉尘源区与青藏高原交汇处大气粉尘传输和循环提供了新的认识。