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科学家发现最古老的冰

2020-02-08 08:54

科学家发现最古老的冰 为研究冰川时代起源提供线索

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科学家忍受着刺骨的寒风,从南极艾伦山的一个蓝冰区取回了远古的冰。图片来源:Yuzhen Yan

本报讯 科学家8月15日宣布,他们在南极洲钻取的一个冰芯携带了距今270万年前的冰,这一惊人的发现比之前的纪录保持者要早170万年。冰芯中的气泡包含有来自地球大气层的温室气体,而此时地球冰川的消退周期才刚刚开始,这可能为研究冰川时代的起源提供线索。

并未参与该项研究的美国加利福尼亚大学伯克利分校地球化学家David Shuster认为,这一信息本身就使得这些样本具有“难以置信”的价值。他说:“这是我们唯一能够接触到的古代地球大气层的样本。”

Yuzhen Yan是普林斯顿大学的一名研究生,他在法国巴黎召开的戈德施密特会议上指出,冰芯揭示了当时大气中的二氧化碳含量并没有超过300ppm,远低于今天大气中的二氧化碳水平。

一些古代气候模型曾预测,要将地球引入一系列冰河时代需要这样相对较低的二氧化碳水平。但是从生活在浅海的动物化石中收集到的一些证据表明,当时的二氧化碳水平更高。大学城得克萨斯农工大学古气候学家Yige Zhang表示,如果新的研究结果站得住脚,那么之前的证据将需要重新测校。“我们还有一些工作要做。”

这一发现也为寻找更古老的冰指明了道路,因为它来自于一个基本被忽视的“蓝色冰”区域,在那里,特殊的动力可以保护古老的冰层。

研究团队成员、科瓦利斯市俄勒冈州立大学地球化学家Ed Brook说,尽管蓝色冰区只是提供了对过去的一些零星认识,但它们可能会成为远古冰的主要狩猎场。“这种老旧的冰真的值得人们关注。”他说,“我们只是作了肤浅的研究。”

来自格陵兰岛和南极洲的冰芯是现代气候科学的主要支柱。传统上,科学家在冰层年复一年堆积的地方进行钻探,这里不会受到冰川流动的干扰。

在南极洲中心的深处,这些冰芯记录揭示了温室气体是如何在数十万年的时间里不断上升和减弱的。但是,由于来自地下基岩的热量可以融化最深、最古老的冰,这种方法从没有产生任何比80万年更古老的冰。

由普林斯顿科学家带领的研究小组尝试在离地表更近的位置寻找古冰。艾伦山位于南极洲东部一处被风扫过的地区,距离麦克默多站200公里,这里因保有古代陨石而闻名。在这样的蓝冰区域——仅占陆地表面的1%,冰层就在岩石的山脊上流动。深处的、古老的冰层被向上推,而风把雪和较年轻的冰层吹走,露出下面被压缩的蓝色的冰。

2010年,该研究团队在艾伦山钻了他们的第一个洞。2015年,研究团队又回到这里重新开始尝试。环境很恶劣,狂风刮着他们的帐篷。“寒冷是一回事”,普林斯顿大学地球化学家John Higgins说,“但风是另一只野兽。”最终,科学家找到了迄今最古老的样本。

John Goodge是位于德卢斯的明尼苏达大学的地质学家,他说,任何传统的努力都不太可能与艾伦山的样本相比。Goodge表示:“从这个意义上说,艾伦山的冰芯可能会在一段时间内独自存在。”

如今,研究人员打算回到蓝冰区钻取更多冰芯。有证据表明,南极洲至少在3000万年前就已经有了冰。Brook说,这似乎是合理的,下一个尝试可能会在500万年前的冰中出现,那时的温度被认为与驱动人类进化的条件相似。冰河期是在地质历史上曾经出现过气候寒冷的大规模冰川活动的时期。这种冰期曾经有过3次,即前寒武晚期、石炭—二叠纪和第四纪。

《中国科学报》 (2017-08-17 第2版 国际)

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