DOI: https://doi.org/10.5194/cp-22-1037-2026
تاريخ النشر: 2026-05-22
المؤلف: Paolo Gabrielli وآخرون
الموضوع الرئيسي: أبحاث الجيولوجيا وعلم المناخ القديم
نظرة عامة
في هذه الدراسة، يقدم الباحثون تسلسل زمني مصقول لنواة الجليد في ألتا ديلل’أورتليس، تم الحصول عليه من نهر جليدي مرتفع في جبال الألب الشرقية، والذي يمتد إلى حوالي 7000 سنة. يتضمن الجدول الزمني الوسيط المعدل، CP2025/1، علامات زمنية مطلقة جديدة، بما في ذلك تاريخ 14C من إبرة شجرة التنوب المحترقة (232 ± 126 قبل الميلاد) وسجلات حبوب اللقاح المحللة موسمياً، مما يعزز دقة التأريخ للقرن العشرين من خلال كل من العد البصري وخوارزمية تلقائية (StratiCounter). تم مزامنة هذا التسلسل الزمني الجديد بشكل أكبر مع سجل تركيز الرصاص (Pb) المؤرخ جيداً من نوى الجليد في القطب الشمالي، مما أدى إلى جدول زمني نهائي (CP2025/2) يقلل بشكل كبير من عدم اليقين في التأريخ.
تشير النتائج إلى أن مزامنة نواة الجليد في ألتا ديلل’أورتليس مع السجلات القطبية تكشف عن ارتباط قدره 0.44 (معامل بيرسون، p < 0.001)، مما يشير إلى تباين جوي مشترك يعود إلى 200 قبل الميلاد. تؤكد الدراسة على أهمية مراعاة الظروف غير الثابتة، مثل التغيرات في معدلات تراكم الثلوج، لشرح العلاقة بين العمر والعمق الملاحظة في نواة الجليد. من المتوقع أن يعزز التسلسل الزمني المحسن CP2025/2 فهم التاريخ المناخي والبيئي لأوروبا الوسطى خلال الهولوسين ويعمل كنموذج منهجي لإنشاء التسلسلات الزمنية في نوى الجليد الأخرى ذات العرض المنخفض والارتفاع العالي.
مقدمة
تستعرض المقدمة أهمية نوى الجليد من الأنهار الجليدية القطبية وذات الارتفاع العالي/العرض المنخفض كأرشيفات قيمة للظروف المناخية والبيئية الماضية. تؤكد على أهمية إنشاء تسلسل زمني لربط عمق الجليد في الأقسام الجليدية بتوقيت ترسيب الثلوج. تعتبر الطرق التقليدية لتأريخ نوى الجليد، مثل عد الطبقات السنوية واستخدام علامات زمنية مثل الآفاق البركانية، فعالة في المناطق القطبية بسبب الظروف المستقرة التي تحافظ على طبقات الجليد. ومع ذلك، فإن تأريخ الجليد من الأنهار الجليدية ذات الارتفاع العالي/العرض المنخفض يمثل تحديات بسبب الجليد الأرق، والتدفق الأفقي الأكبر، والعمليات بعد الترسيب المتأثرة بالاحترار الحديث.
يصف المؤلفون استخراجهم لأربع نوى جليدية من نهر ألتا ديلل’أورتليس في جبال الألب الشرقية، كاشفين أن الطبقة العليا من الجليد قد تأثرت بمياه ذوبان الصيف منذ الثمانينيات، بينما يبقى الجليد الأساسي بارداً ويحافظ على الطبقات القديمة. أكدت الدراسات السابقة وجود جليد بعمر الألفية في المنطقة. قام المؤلفون سابقاً بإنشاء تسلسل زمني أولي (TC2016) باستخدام تقنيات تأريخ متنوعة، لكنهم لاحظوا عدم اليقين الكبير، خاصة في الأعماق الوسيطة من نواة الجليد. لمعالجة هذه الشكوك، أبلغوا عن تطوير تسلسل زمني محسن (CP2025/1) يتضمن علامات طبقية إضافية ومحاذاة عمق مصقولة، مما يؤدي في النهاية إلى تسلسل زمني تجريبي أكثر دقة ووضوحاً (CP2025/2) يتم مقارنته مع نماذج تدفق الجليد الموجودة.
النتائج
تشير نتائج نموذج تدفق الجليد إلى أن المعلمات لتراكم الجليد ($b$) وسمك الجليد ($h$) المستمدة من كل من الملاحظات المعاصرة (A1) والبيانات التاريخية (A2) تقع ضمن نطاق ضيق، تحديداً $1.0-1.13 \, \text{م w.e. yr}^{-1}$ لـ $b$ و$27.7-37.3 \, \text{م w.e.}$ لـ $h$. هذه الاتساق ملحوظ بالنظر إلى أن المعلمة $b$ من A1 تستند إلى ثماني سنوات فقط من البيانات، بينما $h$ تعكس سياقاً تاريخياً أطول بكثير. توفر علامات الزمن التجريبية المستخدمة في النهج A2 وسيلة لمزامنة مخرجات النموذج مع التأريخ الملاحظ، خاصة للفترة الزمنية بين الطبقة الأدنى المؤرخة والسطح، والتي تتماشى جيداً مع توقعات النموذج.
ومع ذلك، تظهر تناقضات في الإطار الزمني الوسيط من 100 إلى 4000 سنة قبل 2012، حيث تقلل جميع النهج من عمر الجليد بعدة عقود إلى ألفية. يشير هذا إلى تغييرات كبيرة في معدلات التراكم خلال منتصف الهولوسين حتى نهاية العصر الجليدي الصغير (LIA). لاستكشاف ذلك، تم استخدام نموذج بمعلمات معدلة ($b = 0.6 \, \text{م w.e. yr}^{-1}$ و$h = 35 \, \text{م w.e.}$)، مما أدى إلى توافق جزئي مع التسلسلات الزمنية التجريبية. تشير النتائج إلى أنه بينما يمكن أن تقدّر افتراضات الحالة الثابتة إجمالي فترات أرشيف الجليد، فإنها غير كافية لتحديد العلاقات بين العمر والعمق بدقة، خاصة في موقع ألتا ديلل’أورتليس. تسلط الدراسة الضوء على الحاجة إلى نهج نمذجة غير ثابتة تتضمن علامات تجريبية لفهم أفضل لتغيرات تراكم الثلوج التاريخية، خاصة في سياقات الأنهار الجليدية ذات الارتفاع العالي.
المناقشة
في قسم المناقشة من ورقة البحث، يوضح المؤلفون المنهجية والتحسينات التي تم إجراؤها على محاذاة العمق والتسلسل الزمني لنوى الجليد في ألتا ديلل’أورتليس. قاموا بمراجعة مقياس العمق المشترك لثلاث نوى، مستخدمين النواة رقم 2 كمرجع وتعزيز المحاذاة من خلال عملية من خطوتين تتضمن برنامج Analyseries 2.0.8. أنشأ المؤلفون ما مجموعه 122 نقطة ربط بين النوى رقم 1 ورقم 2، و87 بين النوى رقم 2 ورقم 3، مما أدى إلى معاملات ارتباط بيرسون كبيرة ($r = 0.78$ و$r = 0.79$، على التوالي، كلاهما مهم عند $p < 0.01$). يعالج هذا التحسين التباينات السابقة التي أدت إلى تأخيرات زمنية كبيرة بين النوى. بالإضافة إلى ذلك، قدم المؤلفون علامات زمنية جديدة، بما في ذلك تاريخ الكربون المشع من إبرة شجرة التنوب المحترقة، والتي قدمت عمراً مصقولاً قدره 232 ± 126 قبل الميلاد، متسقاً مع النتائج السابقة. كما استخدموا عد الطبقات السنوية من 1900 إلى 2011 ميلادية، مستفيدين من تركيز حبوب اللقاح ومعلمات أخرى لإنشاء جدول زمني مصقول. يدمج التسلسل الزمني النهائي، الذي تم تعيينه كـ CP2025/2، 113 علامة زمنية سنوية و11 نقطة مزامنة من سجل الرصاص القطبي، مما يعزز الارتباط بين سجلات ألتا ديلل'أورتليس والسجلات القطبية. يؤكد المؤلفون أن هذا التسلسل الزمني المعدل يقلل بشكل كبير من عدم اليقين مع الحفاظ على الاتساق مع النتائج السابقة، مما يؤكد سلامة سجل نواة الجليد وإمكاناته لدراسة التلوث الجوي في الماضي.
DOI: https://doi.org/10.5194/cp-22-1037-2026
Publication Date: 2026-05-22
Author(s): Paolo Gabrielli et al.
Primary Topic: Geology and Paleoclimatology Research
Overview
In this study, researchers present a refined chronology for the Alto dell’Ortles ice core, obtained from a high-altitude glacier in the Eastern Alps, which extends back approximately 7,000 years. The revised intermediate timescale, CP2025/1, incorporates new absolute time markers, including a 14C date from a charred spruce needle (232 ± 126 BCE) and seasonally resolved pollen records, enhancing the dating accuracy for the 20th century through both visual counting and an automatic algorithm (StratiCounter). This new chronology was further synchronized with a well-dated lead (Pb) concentration record from Arctic ice cores, resulting in a final timescale (CP2025/2) that significantly reduces dating uncertainty.
The findings indicate that the synchronization of the Alto dell’Ortles ice core with Arctic records reveals a correlation of 0.44 (Pearson’s r, p < 0.001), suggesting shared atmospheric variability dating back to 200 BCE. The study emphasizes the importance of considering non-steady-state conditions, such as changes in snow accumulation rates, to explain the age-depth relationship observed in the ice core. The improved CP2025/2 chronology is expected to enhance the understanding of Central European climatic and environmental histories during the Holocene and serves as a methodological model for establishing chronologies in other low-latitude, high-altitude ice cores.
Introduction
The introduction outlines the significance of ice cores from polar and high-altitude/low-latitude glaciers as valuable archives of past climatic and environmental conditions. It emphasizes the importance of establishing a chronology to link the englacial depth of ice sections to the timing of snow deposition. Traditional methods for dating ice cores, such as counting annual layers and using time markers like volcanic horizons, are effective in polar regions due to stable conditions that preserve ice stratigraphy. However, dating ice from high-altitude/low-latitude glaciers presents challenges due to thinner ice, greater horizontal flow, and post-depositional processes influenced by modern warming.
The authors describe their extraction of four ice cores from the Alto dell’Ortles glacier in the Eastern Alps, revealing that the upper firn layer has been affected by summer meltwater since the 1980s, while the underlying ice remains cold and preserves ancient stratigraphy. Previous studies have corroborated the presence of millennial-age ice in the region. The authors previously established an initial chronology (TC2016) using various dating techniques, but noted significant uncertainties, particularly in the intermediate depths of the ice core. To address these uncertainties, they report the development of an improved chronology (CP2025/1) that incorporates additional stratigraphic markers and refined depth alignments, ultimately leading to a more accurate and precise empirical chronology (CP2025/2) that is compared with existing ice flow models.
Results
The results of the ice flow model indicate that the parameters for ice accumulation ($b$) and ice thickness ($h$) derived from both contemporary observations (A1) and historical data (A2) fall within a narrow range, specifically $1.0-1.13 \, \text{m w.e. yr}^{-1}$ for $b$ and $27.7-37.3 \, \text{m w.e.}$ for $h$. This consistency is notable given that the parameter $b$ from A1 is based on only eight years of data, while $h$ reflects a much longer historical context. The empirical time markers used in approach A2 provide a means to align model outputs with observed dating, particularly for the time span between the lowest dated layer and the surface, which aligns well with model predictions.
However, discrepancies arise in the intermediate time frame of 100 to 4000 years before 2012, where all approaches underestimate the ice age by several decades to a millennium. This suggests significant changes in accumulation rates during the mid-Holocene to the end of the Little Ice Age (LIA). To explore this, a model with adjusted parameters ($b = 0.6 \, \text{m w.e. yr}^{-1}$ and $h = 35 \, \text{m w.e.}$) was employed, yielding partial agreement with empirical timescales. The findings imply that while steady-state assumptions can estimate total ice archive spans, they are inadequate for accurately determining age-depth relationships, particularly at the Alto dell’Ortles site. The study highlights the need for non-steady-state modeling approaches that incorporate empirical markers to better understand historical snow accumulation variations, especially in high-altitude glacier contexts.
Discussion
In the discussion section of the research paper, the authors detail the methodology and improvements made to the depth alignment and chronology of the Alto dell’Ortles ice cores. They revised the common depth scale for three cores, utilizing core #2 as a reference and enhancing the alignment through a two-step process involving the Analyseries 2.0.8 software. The authors established a total of 122 tie points between cores #1 and #2, and 87 between cores #2 and #3, resulting in significant Pearson correlation coefficients ($r = 0.78$ and $r = 0.79$, respectively, both significant at $p < 0.01$). This improvement addresses previous misalignments that led to substantial time lags between the cores. Additionally, the authors introduced new time markers, including a radiocarbon date from a charred spruce needle, which provided a calibrated age of 232 ± 126 BCE, consistent with earlier findings. They also employed annual layer counting from 1900 to 2011 CE, utilizing pollen concentration and other parameters to establish a refined timescale. The final chronology, designated as CP2025/2, integrates 113 annual time markers and 11 synchronization points from an Arctic lead record, enhancing the correlation between the Alto dell'Ortles and Arctic records. The authors emphasize that this revised chronology significantly reduces uncertainty while maintaining consistency with previous findings, thus confirming the integrity of the ice core record and its potential for studying past atmospheric pollution.