一根保存地球记忆的“老冰棍”

科研人员在封装钻取的冰芯。 图源：新华社

鸟瞰普若岗日冰原10号冰川。图源：新华社

南国少年周刊记者 许莎明

普若岗日冰原位于西藏那曲市双湖县境内，是世界第三大冰川，被誉为“世界第三极”，也是最低纬度地区最大的冰川。10月29日，在普若岗日冰原海拔6100米处，我国科学家利用国产钻探设备成功钻取到一根长达324米的冰芯（相当于100层楼房的高度），打破了此前由古里雅冰帽保持的308.6米的世界纪录，成为在全球中低纬度冰川钻取的最长冰芯。

1 什么是冰芯

所谓冰芯，是科学家在冰川中自上而下钻取的圆柱状冰样，其中冰封了地球环境的演化历史，是冰川学领域的关键研究素材。“冰芯是地球历史的‘时间胶囊’，通过钻取、保存冰芯，我们可以从中提取宝贵的历史信息，了解过去的气候环境变化。”中国科学院青藏高原研究所副所长徐柏青说。

冰芯中包含了三种可作为“史料”的物质信息——冰本身、外来物质以及气泡中包裹的气体。其中，冰芯稳定同位素可记录温度变化，而积累量则能恢复降水变化。

正因如此，在气候变化如此牵动人们神经的今天，冰芯研究也愈发受到全球范围的关注。

此外，冰芯中还包含尘埃、微生物等外来物质。徐柏青说，包括超新星爆发等天文事件，都可以在冰芯内的物质中找到根据。冰芯气泡封存了古大气，对其进行分析，可以了解大气成分的演化历史。

2 为何要钻取冰芯

如果科学家融化一小部分古老的冰芯，便可获得某一时期的空气样本，并通过测量空气样本中二氧化碳的浓度来了解气候的变化。因为二氧化碳浓度会在气候温暖的时期上升，在气候寒冷的时期下降。科学家发现，在过去80年的冰层中，空气中二氧化碳浓度的上升速度比以往任何时期都要快，这也为气候变暖提供了证据。

冰芯中还含有各类杂质，如尘土和火山灰，分析这些杂质可以推断出地球不同时期的沙尘暴活动和火山活动情况。就像琥珀一样，冰芯中还有孢子、花粉、古细菌等，可以帮助科学家破解生命演化的谜题。

此外，冰芯内部重金属含量和人类的工业生产相挂钩。研究者通过测算格陵兰冰芯中的铅、镉等有毒重金属含量及其变化，发现20世纪70年代的相关含量远远超出工业革命前的相关含量，证实了工业革命对于大气的污染。

当前全球的冰川都在萎缩，冰川一旦融化，其封存的地球历史记录也将消失，因此钻取、保存冰芯尤为重要。

3 最长冰芯有多重要

由于全球变暖，普若岗日冰原处于退缩状态。研究显示，2000年普若岗日冰原面积为420余平方公里，2021年面积已缩减为约389平方公里。换句话说，21年间，冰原消失面积相当于5个杭州西湖。

10月29日，徐柏青带领着团队在海拔6100多米的冰原顶部安营扎寨、顶风冒雪，最终成功钻取324米长的冰芯。“通过测厚、取芯，可以更好地审视这个中低纬度地区最大冰原正在发生的变化和所记录的环境变化，更全面了解全球气候变暖对冰川的影响。”中国科学院院士姚檀栋说。

徐柏青介绍，这里的最长冰芯有独特的地理和气候特征，记录了该地区长时间的气候变化和环境信息，包括温度、降水等关键气候要素的变化历史，以及火山喷发、大气污染等环境事件，为研究全球气候变化的模式、机制以及预测未来趋势提供了宝贵的数据和样本。

小知识

你知道吗，冰芯是开启气候环境变化科学研究大门的钥匙。

小知识

中低纬度地区的冰芯，是除南北极之外研究全球气候变化的重要“自然档案”。

划重点

即便冰川消融，只要有冰芯样本，依然可以从中提取历史信息。