我國科考隊一探冰芯：get全球變化之謎的「新鑰匙」

科技 07-13

（索朗羅布攝）

近日，第二次青藏高原綜合科考冰川與環境變化考察隊前往龍匣宰隴巴冰川冰芯鑽取點，鑽取冰芯進入決戰階段。

按照計劃，科考隊將從海拔5150米的唐古拉冰川營地，連續行軍9個多小時，當晚抵達海拔5650米的冰芯鑽取點，在氣溫最低時，連夜鑽取冰芯，並在凌晨攜帶冰芯返回大本營。

那麼，到底什麼是「冰芯」呢？為何科考隊要選擇青藏高原的冰川作為鑽取對象呢？冰芯真的能帶我們去解開全球氣候變化之謎嗎？

冰芯：無字的環境密碼檔案庫

冰芯，顧名思義，就是鑽取自冰川內部的芯。冰芯形成由於氣溫低，積雪不融化，每年的積雪形成一層層沉積物，年復一年，從底部往上逐漸形成一層層的冰層，越向上年代越新。冬季氣溫低，雪粒細而緊密；夏季氣溫高，雪粒粗而疏鬆；因而，冬夏季積雪形成的冰層之間具有顯著的層理結構差異，宛如樹木的年輪一樣。

田立德（攝）

與歷史記錄、樹木年輪、湖泊沉積、珊瑚沉積、黃土、深海岩芯、古土壤和沉積岩等可提取過去氣候環境變化信息的介質相比，冰芯具有保真性強（低溫環境）、包含的信息量大，而且解析度高、時間尺度長的特點，堪稱「無字的環境密碼檔案庫」。

南極地區和北極地區是冰芯研究最早的地區，在氣候變化研究中起領先作用。但是，僅僅依靠南北極冰芯來解釋全球氣候環境變化是不夠的，只有對不同緯度、不同區域過去氣候環境變化進行詳細研究，才能揭示過去全球變化的總貌。

青藏高原的冰芯研究雖然起步較晚，始於20世紀80年代中期，但在短短的幾十年間已取得了長足的進展，引起了國內外地學界的極大反響。到目前為止，已從祁連山敦德冰帽、西昆崙山古里雅冰帽、希夏邦馬峰抗物熱冰川和唐古拉山冬克瑪底冰川、慕士塔格冰川、普若崗日冰原等鑽取了多支深孔和淺孔冰芯，通過對冰芯的分析與研究獲得了一些重要成果。

唐古拉山冰川田立德（攝）

通過研究青藏高原冰芯中多種代用指標與氣候環境變化的關係，科學家重建並分析了過去10多萬年以來不同時間尺度的高解析度氣候環境記錄，發現在全球變化影響下，青藏高原比其它地區更敏感、溫度變化幅度更大、更具有地區差異性。

冰芯中藏了哪些環境密碼？

我國科考隊通過從冰川（包括冰蓋和冰帽及其他類型的冰川）中鑽取冰樣，破解了冰芯環境密碼，檢測過去氣候與環境變化、監測現代氣候與環境變化、預測未來氣候與環境變化。

然而，冰芯不僅記錄著過去氣候環境自然變化的信息，而且記錄著過去人類活動對於氣候環境的影響，因而在過去全球變化研究中具有重要的地位。那麼，從青藏高原的冰川所鑽取的冰芯究竟可以給我們帶來哪些信息呢？

具體地說，冰芯中氫、氧同位素比率是度量氣溫高低的指標；冰芯凈積累量是降水量的指標；冰芯氣泡中的氣體成分和含量可以揭示大氣成分的演化歷史；宇宙成因的同位素可以提供宇宙射線強度變化、太陽活動和地磁場強度變化的證據；冰芯中微粒含量和各種化學物質成分的變化，可以提供不同時期的大氣氣溶膠、沙漠演化、植被演替、生物活動、大氣環流強度、火山活動等信息。