《Quaternary Science Reviews》：Large landslides and lake evolution in the semi-arid volcanic tableland of the Sarmiento Basin (Patagonia): when did the last major failures occur?
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火山高原滑坡地貌与古湖泊水位关联研究。通过光致发光年代测定和宇宙辐射氯定年法，揭示阿根廷东部帕塔戈尼亚火山高原滑坡活动持续300万年，发现早至中全新世萨米恩托古湖水位上升与湿润气候共同触发近期滑坡。对比现代与古湖泊沿岸滑坡年龄差异（≥10万年vs.约1万年），证实间歇性湿润条件在干旱环境中的主导作用。
作者列表：
Tomá? Pánek | Jakub Kilnar | Michal B?e?ny | Rachel Smedley | Règis Braucher | Diego Winocur | Barbora Kolá?ková | Václav Stacke | Kristyna Lap?íková
研究机构：
奥斯特拉瓦大学，物理地理与地理生态学系，Chittussiho 10号，710 00，奥斯特拉瓦，捷克共和国
摘要
大型滑坡是许多干旱高原上显著的地质地貌特征，但其绝对年龄及其与古环境条件的关联仍不明确。本研究调查了位于巴塔哥尼亚东部Sarmiento盆地附近的火山高原上的滑坡，该地区包括Musters湖和Colhúe Huapi湖，这些湖泊的特征是第四纪晚期的水位显著波动。该区域存在广泛的旋转型和流动型滑坡，其中一些滑坡的长度超过了16公里。通过地貌测绘、古湖岸线的光释光测年、滑坡陡坡和沉积物的宇宙成因36Cl暴露测年以及DInSAR分析，我们重建了从300万年前至今的长期滑坡历史。我们首次获得了Sarmiento古湖的绝对年龄数据，发现其在末次冰盛期（LGM）及全新世早期至中期的水位较高。最近一次大规模滑坡发生在湖泊水位较高之后，这可能与Río Senguer河的改道以及更湿润的气候条件有关，可能引发了新的滑坡活动。全新世之前的滑坡年龄数据较为有限；然而，与现代湖岸线分离的高台地滑坡的暴露年龄明显更古老（≥10^5年），而靠近现代湖泊边缘和山谷的滑坡暴露年龄约为10^4年。我们认为，安第斯山脉径流增强或排水系统重组导致的周期性湿润条件及湖水位上升，可能周期性地增加了陡坡的稳定性破坏。
引言
大型滑坡是高原地区典型的地质地貌特征，这类高原通常由近乎水平的岩层构成（Pánek等人，2024年）。当坚硬的盖层覆盖在机械强度较低的基底上时，容易发生滑坡，形成延伸数百公里的滑坡边缘，并导致陡坡后退（Duszyński等人，2019年）。主要的滑坡类型包括侧向扩展和旋转滑动。在侧向扩展过程中，坚硬的岩块几乎水平移动，形成地堑和张力裂缝（Pasuto等人，2022年）。旋转滑动则沿着弯曲的断裂面发生，导致岩块向后倾斜，形成阶梯状陡坡。火山高原特别容易发生此类大规模滑坡，尤其是那些建立在脆弱沉积物或未固结火山碎屑上的玄武岩高原（例如Arzhannikova等人，2008年；Cossart等人，2014年；Kycl等人，2017年；Safran等人，2011年；Sch?nfeldt等人，2020年、2022年；Pánek等人，2025a年）。
在干旱和半干旱地区，也记录到了一些规模巨大的滑坡边缘（Strahler，1940年；Ostaficzuk，1973年；Grunert和Busche，1980年；Schoeneich和Bouzou，1996年；Busche，2001年；Watkins和Rogers，2022年）。然而，这些地区的近期滑坡活动相对较少，无法解释观察到的滑坡范围的广阔性（Pánek等人，2024年）。因此，这些滑坡通常被认为是不同气候条件下形成的遗迹。然而，这些干旱高原上的滑坡尚未使用绝对年代测定方法进行过测定，现有的年龄估计也不准确（例如Busche，2001年）。这种时间控制的缺失限制了我们对陡坡长期演变及关键（古）环境触发因素的理解。Strahler（1940年）的一项基础性研究表明，科罗拉多高原上的旋转滑动会随时间向坡顶方向后退，较老的滑坡遗迹位于陡坡底部，较新的滑坡遗迹靠近高原边缘。尽管这一模型被广泛引用（例如Duszyński等人，2019年），但它从未通过数值年龄数据得到验证，因此陡坡后退的时间和速率仍不清楚。
巴塔哥尼亚东部的火山高原就是一个典型的干旱地区，最近在该地区绘制了数千平方公里的滑坡地图，其滑坡边缘属于全球范围内最大的（Pánek等人，2024年、2025a年；Mazzoni和Rabassa，2018年；Sch?nfeldt等人，2022年；Kilnar等人，2024a年、2024b年）。在这里，滑坡主导了陡坡的形成，并对高原地貌产生了显著影响。最新研究显著提高了我们对滑坡分布及其控制因素的理解，同时也基于与已测年火山、湖泊和冰川地貌的交叉关系确定了滑坡的相对年代（Kilnar等人，2024a年）。因此，这一研究为使用绝对年代测定方法直接验证干旱高原上滑坡驱动的陡坡后退概念模型提供了独特的机会。我们选择了Sarmiento盆地作为研究对象，该盆地包含现代的Musters湖和Colhué Huapi湖（图1；Kilnar等人，2024b年）。该地区具有广泛的滑坡边缘，这些边缘与保存完好的但未测年的古湖岸线沉积物空间相关。这些古湖岸线为将滑坡与过去的水文变化联系起来提供了重要的地貌背景，并通过滑坡陡坡和沉积物与相邻湖水位标志物的结合，确定了滑坡的发生时间。我们建立了一个多方法年代框架，结合了古湖岸线的光释光测年、滑坡陡坡和沉积物的宇宙成因36Cl暴露测年以及干涉测量（DInSAR）分析。
本研究的目标是：（1）首次为巴塔哥尼亚火山高原这一干旱、非冰川区域的大型滑坡提供绝对年龄数据；（2）评估滑坡发生与Sarmiento古湖水位变化之间的关系；（3）评估这一广泛滑坡边缘的当前活动状态。与西部巴塔哥尼亚高原不同，后者在末次冰盛期处于冰川覆盖范围内，大型滑坡与副冰川作用、冰川湖泊演变及冰川消退期间的孔隙水压力增加有关（Pánek等人，2018年、2020年、2023年；Sch?nfeldt等人，2020年），我们假设未冰川化的东部巴塔哥尼亚的广泛滑坡边缘是在更长的时间尺度上、由更复杂的因素和触发机制形成的。
研究区域包括Sarmiento盆地及其上的Musters湖和Colhué Huapi湖，海拔约270米，周围高原海拔超过500米（图1、图2）。该地区的地质特征是褶皱的白垩纪和古近纪沉积岩及火山碎屑岩，形成了南北走向的背斜和向斜（Sciutto等人，2008年；Pezzuchi，2011年）。这些地层之上覆盖着近乎水平的新生代玄武岩和未固结沉积物。
地貌测绘覆盖了约8000平方公里的范围，包括了受Sarmiento古湖变化影响的区域及其周围的高原。研究范围还包括Sierra Corrientes和Sierra Victoria，这些地区位于古湖的最大范围之外（图2）。地形解释基于12米分辨率的TanDEM-X数字高程模型（德国航空航天中心DLR；Wessel，2016年），并结合了Google Earth?和ESRI World影像数据。测绘工作使用QGIS软件完成。
研究区域的滑坡主要发生在玄武岩高原上，主要有三种形式：（1）几乎完全侵蚀整个高台的巨型滑坡复合体（Mazzoni和Rabassa，2018年称之为“塌陷丘陵地貌”）；（2）沿高原边缘的滑坡边缘；（3）通常从这些边缘较低部分突出的流动状舌状体（图3）。Sarmiento古湖330米高的古湖岸线中约有一半长度受到影响。
通过光释光测年确定了Sarmiento古湖的演化过程，但结果存在明显的问题，如年龄分布不均匀和地层年龄反转（图7）。这些问题很可能与沉积物再搬运及近岸和浅水沉积过程中的漂白作用不足有关，这些因素限制了信号的重置。这类效应主要影响高能量作用下的湖岸线和三角洲沉积环境。
我们首次获得了Sarmiento古湖的绝对年龄数据，发现其在末次冰盛期及全新世早期至中期的水位较高，这与巴塔哥尼亚安第斯山脉东侧其他封闭盆地的记录一致。此外，我们记录了周围火山高原上长达300万年的滑坡历史。这些滑坡在干旱条件下仍能保存完好，表明滑坡可能是在湿润气候条件下间歇性发生的。
Tomá? Pánek：研究设计、野外工作、数据分析、论文撰写。
Jakub Kilnar：野外工作、实验室分析、手稿编辑、图形制作。
Michal B?e?ny：野外工作、实验室分析、InSAR数据分析、手稿编辑。
Rachel Smedley：光释光测年、手稿编辑。
Règis Braucher：TCN测年、手稿编辑。
Diego Winocur：野外工作、手稿编辑。
Barbora Kolá?ková：InSAR数据分析、手稿编辑。
Václav Stacke：实验室分析、手稿编辑。
Kristyna：（未提供具体贡献内容。）
作者声明没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。我们确认提交的论文内容为原创性成果，未在其他期刊上发表或同时提交审核。所有使用的数据均在参考文献中正确引用。
本研究得到了捷克科学基金会（项目编号23-07310S）的支持。用于地貌测绘的TanDEM-X数字高程模型由德国航空航天中心提供。ASTER AMS（位于普罗旺斯艾克斯的CEREGE机构）得到了INSU/CNRS和IRD的支持，同时也是AIX MARSEILLE PLATF‵ORMS和REGEF网络的成员。我们感谢两位匿名审稿人的建设性意见，他们的评论显著提升了论文的质量。
