研究背景：

现如今，全球气候变暖问题日趋严峻，冰冻圈作为气候变化敏感指示器将受到重大影响。冰川和冻土作为寒区水文的核心组成部分，其变化对海洋，河流，地下水系统。冰川与冻土消融已引发海平面上升、温室气体释放、加剧全球变暖等一系列环境问题。冰冻圈融化过程中，天然放射性的变化将会直接影响区域水资源，但目前天然放射性物质在冻融过程中的迁移机制尚未被充分认识。近20年来，镭同位素（²²³Ra, ²²⁴Ra, ²²⁶Ra，²²⁸Ra）作为海底地下水排放（SGD）的理想示踪剂，被广泛用于海岸带及河口区地下水输入。与沿海环境不同，寒区的镭活度及其比值分布呈现出独特特征：冰川与冻土消融会导致镭同位素的显著富集，且²²⁴Ra/²²⁸Ra活度比值（寒区<1，沿海>1）表明短周期镭同位素²²⁴Ra尚未达到放射性平衡状态，这一现象很可能与冻融过程密切相关。通过室内实验证明，冻结过程中冰水两相间镭分配会发生变化，且随着接触时间延长，冰水交界处将发生镭同位素由冰到水的迁移。此外，颗粒活性的²²⁸Th可以长期存在于冰中，导致其衰变产物²²⁴Ra在融水中活度升高，这不仅可能引发北冰洋放射性污染风险，更说明镭同位素可以作为全新的示踪剂研究寒区水文过程。

研究区概况：

梅里雪山位于我国西南部云南省德钦县与西藏自治区之间，也被称为怒山。梅里雪山拥有云南省境内的最高峰—卡瓦格博峰，该峰位于雪山中段，东经98° 41′05″，北纬28°26′20″，海拔6740m。梅里雪山的雪线位于海拔4800—5200m。明永冰川位于卡瓦格博峰东坡，冰川融化后形成的河流名为明永河。明永冰川长11.7km，面积约为13km²，末端海拔约为2660m。冰川融水通过高度约为70米的冰洞向山下流出，河水穿过整个明永村，最后汇入澜沧江。在横断山区的所有冰川中，明永冰川的末端海拔最低，同时也是云南境内面积最大、跨度最长的海洋型冰川。从卡瓦格博峰到澜沧江入河口，水平距离小于15km，但垂直高度下降近5km，而且沿途没有支流，只有地下水补给。这种独特的地质构造为使用镭同位素示踪方法估算地下水补给量提供了理想场所（图1）。