南极270万年前冰芯被挖出 科研领头人打算挖更多

这个由普林斯顿大学领头的科研团队正计划重回他们在蓝冰区域的营地,去钻取更多的“百万年冰芯”。他们的目标并不是仅仅只是用其它冰芯层的信息,来填补过去270万年间的空白的气候变化周期数据那么简单,他们还雄心勃勃地想去寻找冰河世纪前的冰层,那时的二氧化碳水平会比冰河时期时的二氧化碳水平更高一些。

出品|网易科学人栏目组

译者|止水

日前,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”,这年份比此前的“记录保持者”还要多出170万年。

在这块刚被挖出的冰芯的气泡孔里,还储藏着一些来自270万年前地球大气层的温室气体。当时,冰河时代才刚刚开始。

这块冰芯向我们揭示出,当时的二氧化碳水平还不到300ppm(百万分之一)——比今天的405ppm要低不少——这或许能为我们寻找“是什么触发了冰河时代?”的这个问题的答案,提供线索。

根据刊登在《科学》杂志的一篇文章的描述,该科研团队最近在巴黎举行的哥德斯密特大会(Goldschmidt Conference)上,首次宣布了这块“百万年冰芯”的发现。

此前,许多远古气候预测模型都已经揭示出,远古时期低水平的二氧化碳浓度是推动当时的地球进入一系列“冰河时代”所必备的条件。

然而,此前对一些生活在那个时期的浅海动物的化石的间接CO2浓度测量结果却表明,当时的CO2水平要高于300ppm这个数值。

所以,如果这块“百万年冰芯”所揭示出的数据是真实的话,我们此前惯用的CO2浓度数据就需要进行重新调整了。

这块“百万年冰芯”是由普林斯顿大学领导的科研团队在艾伦山(Allan Hills)附近钻出的。艾伦山是一个位于南极洲东部的多风带地区,它靠近麦克默多科研站(McMurdon Station),那儿保持着许多远古时期落在南极洲的陨石。

这块“百万年冰芯”来自于一个名为“蓝冰”(blue ice)的冰层,蓝冰层所独有的特性可以让它具备保存远古时期冰层的能力。

雪花落到冰川上,被紧紧到压缩到一起后,就形成了蓝冰,它会成为这个冰川的一部分。经过漫长的岁月,冰川冰变得更加致密坚硬,里面的气泡也逐渐减少。

冰川冰中有微小的气泡,波长较长的红橙光由于衍射能力强, 都穿透过去了,而蓝光由于波长较短,都被散射出去,从而使冰川冰呈现出蓝色。

来自俄勒冈州立大学,隶属于这个科研团队的地质学家埃德?布鲁克博士(Dr Ed Brook)表示,虽然蓝冰只能为我们提供历史的一部分视角,但即便这样,蓝冰区域还是成为科学家们寻找“远古冰”的最佳猎场。

“像这块年份这么久的冰芯,足以让我们激动得手舞足蹈,”布鲁克博士这样说道。

“我们只是探索了这个蓝冰层的表层。”

从南极洲发现的这块“百万年冰芯”和此前从格林兰岛发现的冰芯对现代气候科学的研究都就有非常重大的意义。

科研工作者们通常会从那些冰层每年都会不断堆积,且不会受冰川流动影响的地区钻取冰芯。

这块从南极洲中心深远地区钻取出的“百万年冰芯”,向我们揭示出当年温室气体的水平是如何上升和回落的。

然而,钻取最深处的冰芯来探索远古时期CO2浓度的这种方法,并不是我们最理想的研究方法,因为来自岩床的热量会使最深、年份最为久远的冰层融化,这意味着通过这种方法发现的任何冰芯的年份都不会超过80万年。

但发现了这块270百万年前冰芯的科研团队却另辟蹊径,他们在艾伦山的蓝冰区,从靠近冰川表面的冰层钻取出了远古时期的冰块。

在这些蓝冰区域,冰层年龄的分布有别于我们以往的认识,年份更远、更深层处的冰层被推到了上边,而经年不息的寒风又将那些新落下的雪和刚形成的冰,都吹走了。

这意味着不同年份的冰层的分布规律是无序的,所以通过层数来判断冰层年龄的方法在这里并不适用的。

然而,隶属于这个科研团队的普林斯顿大学的地质学家迈克尔·本德尔博士(Dr Michael Bender)却向我们阐述了一种通过测量冰块里的氩气含量,来判断冰层年龄的方法。

虽然这种方法不像其它定年法那样精准,但它所测定的冰层年龄的误差幅度还是在10万年以内的,对于测量那些上百万年冰层的年龄来说,这种测量精度还是可以接受的。

根据这个科研团队的带头人,来自美国明尼苏达大学的地质学家约翰·古奇博士(Dr John Goodge)的解释,传统的用来测量冰芯年龄的方法是无法准确测量出艾伦山附近的冰层年龄的。

目前,这个由普林斯顿大学领头的科研团队正计划重回他们在蓝冰区域的营地,去钻取更多的“百万年冰芯”。他们的目标并不是仅仅只是用其它冰芯层的信息,来填补过去270万年间的空白的气候变化周期数据那么简单,他们还雄心勃勃地想去寻找冰河世纪前的冰层,那时的二氧化碳水平会比冰河时期时的二氧化碳水平更高一些。

布鲁克博士最后表示,他们目前已有证据表明南极洲地区存在年龄超过3000万年的“千万年寒冰”,所以他们下一次“钻冰远征队”或将发现年龄超过500万年的冰芯,那时的地球温度变化趋势和现在在人类干预下,正在发生的由气候变迁导致的温度变化趋势非常得相似。

标签:万年

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