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科學(xué)家發(fā)現(xiàn)最古老冰芯

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)最古老冰芯

南極洲的冰層就像一個時(shí)間膠囊，其中的古老氣泡提供了數(shù)千年前的地球大氣層快照。為了延長地球的氣候記錄，科學(xué)家一直在尋找最古老的冰層。如今，一個團(tuán)隊(duì)可能發(fā)現(xiàn)了“金礦”。

研究人員在橫貫?zāi)蠘O山脈的昂谷發(fā)現(xiàn)了一根近10 m長、充滿沉積物的冰芯。他們估計(jì)這些冰有500萬年的歷史，可能是迄今為止發(fā)現(xiàn)的最古老的冰?？茖W(xué)家2022年7月15日發(fā)表在《冰凍圈》雜志上的用于測量冰芯年代的方法，可能為研究其他更古老的冰層樣本鋪平了道路。

大多數(shù)用于科研的冰芯都是從南極洲東部的一些地點(diǎn)收集的，那里的冰層由于降水而一層層沉積下來，甚至比昂谷的冰層更干凈。幾個國際團(tuán)隊(duì)正在競相從這些更為有序的地下深層沉積物中提取最古老的連續(xù)冰芯，并希望能得到延伸至150萬年前的無縫大氣情況時(shí)間線。

新的方法可以確定更古老冰層樣本的年代。這些樣本是由冰川沉積而成的，因?yàn)樗鼈兏咏乇恚愿菀撰@取。這是文章主要作者M(jìn)arie Bergelin的觀點(diǎn)。作為一位冰川地質(zhì)學(xué)家，她在美國北達(dá)科他大學(xué)工作期間曾參與了昂谷冰川項(xiàng)目。Bergelin并沒有深入地下鉆取冰芯，而是尋思：“我們還能在哪里找到古老的冰？我們還能去哪里找到獨(dú)特的礦床？”

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2017—2018年，研究人員在昂谷收集了冰芯，他們選擇的提取地點(diǎn)遠(yuǎn)離任何可能污染樣本的落石區(qū)域。研究人員根據(jù)對該地區(qū)冰沉積情況的了解開發(fā)了一個模型，描述了稀有的鈹、鋁和氖同位素是如何隨時(shí)間推移在冰中累積的。在將該模型的預(yù)測結(jié)果與10 m長冰芯中測得的同位素剖面進(jìn)行比較后，他們估算出，在一定深度內(nèi)，一些冰的歷史大約有300萬年。

在該深度以下，同位素濃度遠(yuǎn)高于預(yù)期，這使得研究小組得出結(jié)論，在昂谷的這一地區(qū)，兩個獨(dú)立的冰層相互堆疊。他們估計(jì)，其中更古老、更深的冰層年代在510萬年到430萬年前之間。

紐約城市大學(xué)冰川地質(zhì)學(xué)家Alia Lesnek說：“他們實(shí)際上為這片冰層提供了以前無法做到的數(shù)據(jù)分析，這令人非常興奮?！?/p>

其他研究人員對該結(jié)果表示質(zhì)疑，因?yàn)锽ergelin和同事沒有收集到碳同位素水平等數(shù)據(jù)，而根據(jù)這些數(shù)據(jù)可能會得出不同的年代?？茖W(xué)家還想知道，該模型是否適用于昂谷以外的冰層。

Bergelin說，測量3種同位素應(yīng)該足以得出結(jié)論，因?yàn)榇蠖鄶?shù)研究只使用一種或兩種同位素，而碳14的衰變速度太快，無法確定數(shù)百萬年前的冰層年代。她認(rèn)為，該模型可以應(yīng)用于其他具有類似埋藏冰層的南極地區(qū)。

盡管如此，科學(xué)家仍然對該冰層的年代及其意義感到興奮。“這項(xiàng)研究提供了非常有力的證據(jù)，證明冰芯或冰層樣本可以保存300萬年或400萬年?！痹吐氂谄樟炙诡D大學(xué)的古氣候?qū)W家Yuzhen Yan說，“這為未來的鉆取作業(yè)開辟了新的可能性?！?/p>

目前，最古老的連續(xù)冰芯可以追溯到80萬年前的氣候記錄。但科學(xué)家希望有一個不間斷的環(huán)境記錄，可以追溯到大約100萬年前，當(dāng)時(shí)地球氣候發(fā)生了重大變化，冰河期的周期減緩。理解發(fā)生這種突然變化的原因，可能有助科學(xué)家明確今天的氣候變暖將帶來什么。

一些項(xiàng)目已經(jīng)開始鉆探。其中包括俄羅斯的VOICE項(xiàng)目和10個歐洲國家的合作項(xiàng)目Beyond EPICA。“我們的目標(biāo)是從南極洲的不同地方獲得多個冰芯，以確保記錄的準(zhǔn)確性。因此，只有一個國家或一個團(tuán)體是不可能做到的?！比毡緰|京國家極地研究所的古氣候?qū)W家Kenji Kawamura說。