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                                            每周科技串講丨從冰芯中“透視”地球氣候演變

                                            發布時間:2023-11-07 09:05:00來源: 新華網

                                              考古學家想了解古代文明時,會尋找文物來完成這個探尋。古氣候學家也采用了類似的方法,他們通過研究珊瑚礁、挖掘海洋和湖底沉積物以及冰川和冰蓋來尋找地球氣候歷史的線索。

                                              就像被困在琥珀里的生物一樣,地球早期氣候的空氣殘留物,比如灰塵、氣泡、海鹽、火山灰和森林火災產生的煙塵,也會被困在冰川中長達億萬年。對氣候科學家來說,這些遺跡“講述”了地球氣候、大氣幾千年來是如何變化的。

                                              冰芯是從冰川上鉆取的圓柱狀雪冰樣品。取自冰川積累區的冰芯,包含著逐年積累的降雪和干、濕沉降物質,這些物質保存著其沉積時的氣候環境信息。從冰川中獲取的冰芯具有高分辨率、連續性強、保真性好等特點。

                                              關于過去的氣候,每一層冰都講述了一層雪落下時地球的樣子。冰層還包含了當時大氣中的微粒,如塵埃、灰燼、花粉、微量元素和海鹽等氣溶膠。這些顆粒在數千年后仍留在冰中,為過去的全球事件提供了物理證據。此外,隨著時間的推移,冰的壓縮,大氣中的微小氣泡——包括二氧化碳和甲烷等溫室氣體——被壓入冰中。

                                              為了探求不同地質時期全球氣候環境的變化,全球科學們對南北極冰芯開展了廣泛的研究,并逐漸闡明了過去幾十萬年,南北極地區氣候變化的特征。但這僅僅是針對兩極地區的研究,中緯度地區的冰芯研究作為兩極地區冰芯研究的“橋梁和紐帶”也不應被忽視。被譽為“亞洲水塔”的青藏高原,是亞洲數條大江大河(如長江、黃河、雅魯藏布江、印度河等)的水源地。青藏高原同時也是中緯度地區最廣泛的冰川分布區,因此對該地區的冰芯研究工作就顯得尤為重要。得益于天然的地域優勢,我國科研人員在青藏高原地區開展的冰芯對氣候環境記錄的研究逐漸受到重視。中國科學院青藏高原研究所等單位共同開展的“青藏高原冰芯高分辨率氣候環境記錄研究”榮獲2014年度國家自然科學獎二等獎。

                                              該項目在監測青藏高原現代降水氣候意義的基礎上,開展了包括12根冰芯的古氣候意義與環境變化重建工作,并研究了末次間冰期以來青藏高原氣候環境變化及其與周邊地區的關系。青藏高原在過去半個世紀以來變暖趨勢明顯,比同緯度地區升溫幅度大,海拔依賴型變暖現象獨特。研究人員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系,重建并分析了過去10多萬年以來不同時間尺度的高分辨率氣候環境記錄,發現在全球變化影響下,青藏高原比其它地區更敏感、變化更劇烈、更具地區性差異。

                                              直到19世紀中葉,人類才開始了全球范圍內對溫度和其它變量的觀測,因記錄時間尚短,所以僅依靠短期觀測結果,無法做到全面客觀了解和認識氣候變化,因此同步進行歷史時期和地質時期氣候變化(即古氣候變化)的研究非常有必要。冰芯是研究古氣候特征的手段之一,為摸底氣候長期變化的規律提供了綜合視角。另一方面,也為預估未來氣候變化、識別人類活動對氣候的影響提供了極有價值的參考信息。

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                                              中國科協科普部

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                                            (責編:陳衛國)

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