南极冰穹A地区DA2005冰芯中记录的过去2840年的火山活动

摘要

2004/2005年中国第21次南极科学考察队在南极冰盖最高区域——冰穹A(或称DomeA)地区钻取了一支长度为109.91米的冰芯(本文简称为DA2005冰芯).将该支冰芯上部100.42米用于主要离子成分(包括Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+、Cl-、NO3-和SO42-)分析,并依据硫酸根随深度的变化序列,建立了DA2005冰芯中的火山活动记录。利用两个已知火山信号的水当量深度计算得出,该地区在1260-1964年间的平均积累率为23.2 mm水当量/年,这一结果与前人报道的该地区1966-2004年间的平均积累率一致。将这一平均积累率用于整支冰芯的定年,结果显示109.91m冰芯对应的年代为过去3186年;冰芯上部100.42m记录的年代序列为公元前840年到公元1998年,即过去2840年。依据冰芯定年结果,发现过去2000年内著名火山事件在DA2005冰芯中的年代与它们在冰芯中的预期出现时间非常接近,说明在相当长的一段时间内平均积累率23.2mm水当量/年都具有代表性,也说明冰穹A地区在过去2000年内的积累率变化比较小。在冰芯上部100.42m共找到了78个火山信号,其中12个可能是具有全球气候效应的大型火山事件(VEI=7).该支冰芯中最大的火山信号出现在公元前425年,其硫酸根通量大约是公元1815年Tambora火山事件的9倍。过去2840年内,DA2005冰芯中记录的火山事件频率明显高于南极其它低积累率地区的冰芯。通过与已有的南极冰芯火山记录比较,证实了最近2000年内DA2005冰芯火山记录的准确性;在公元1-1000年期间,DA2005冰芯中记录的一系列火山信号可以在其它几支南极冰芯中找到对应的信号,且其中3个大型火山信号很可能来自于低纬度地区的火山喷发,这是因为在几支格陵兰冰芯中都可以找到与它们对应的信号。但公元前840-公元前1年间的火山信号还需要借助于具有准确定年结果的冰芯火山记录来验证。