冰芯:气候变化的记录者

作者:  来源:新华网   发布时间:2018-08-08 16:16:59   [打印本页] [关闭窗口]

  有科研团队宣布,他们从南极洲钻取出的一块来自270万年前的“百万年冰芯”相比此前的“记录保持者”还要早出170万年。在该冰芯的气泡孔里,储藏着一些来自270万年前地球大气层的气体。由此证明,270万年前冰河时代才刚刚开始。科研人员根据对冰芯的研究发现,270万年前冰河时代的二氧化碳水平还未达到300ppm(百万分之一),相比现今的二氧化碳水平(405ppm)低许多,这或许能为“是什么触发了冰河时代?”的问题提供了线索。此前,许多远古气候预测模型曾预测,远古时期低水平的二氧化碳浓度是推动当时地球进入一系列“冰河时代”的条件。

  什么是冰芯?顾名思义就是取自冰川内部的芯。大气中的物质会随大气环流而抵达冰川上空,并沉降在冰雪表面,最终形成冰芯记录。南极大陆冰盖是由积雪本身的重量长年挤压而成,称作重力冰。在南极地区,由于气温低,积雪不融化,常年积雪形成一层层沉积物,年复一年,从底部至上逐渐形成一层层的冰层,越向上年代越新。冬季气温低,雪粒细而紧密;夏季气温高,雪粒粗而疏松;因而,冬夏季积雪形成的冰层之间具有显著的层理结构差异,宛如树干的年轮一样,用这种直观的方法可辨认约90米厚的冰层,代表近500年的冰沉积。

  并且,在冰芯里可能存有几万年前的空气,科学家们或者气候学家们可以通过一定的方式,将冰芯内的空气提取出来,并研究其成分,从而得到一些关于古代大气或者古代气候的信息,通过年代排序,可以预测未来气候变化的走向。

  另外,还可以通过分析冰芯的组成物质,如水和所含矿物,从而分析、推测到地下冰层或冰川底层的某些信息,便于研究地质、气候的变化。例如,当人类在大气中排放污染物时,地球冰川中的冰就能够将其捕获。由于热带地区每年的雨季旱季交替模式,冰芯也能够将曾经的大气状况记录下来。雨季带来了雪,旱季则带来了尘土。一旦各种事物都沉淀在冰川中,季节的交替变换就会像条纹一样——“一条洁净的,一条积满灰尘的”显示在冰块中。无论是雪还是尘埃,空气中的任何事物,最终都将被圈闭在冰川里面。同时,还可以根据不同年份的冰层厚度确定当年的降水量。

  在南极内陆区域,由于风速小,冰芯资料最理想。年代久远的冰芯对于重建地球的历史演化以及预测全球气候和环境的演变意义重大。特别是南极冰芯直接记录着远古时代的大气组成,蕴藏着珍贵的古气候和古环境信息,不同深度的冰层,其物质成分可反映出不同年代的气候信息,钻取深层冰芯对研究地球气候演变具有重要意义。