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        揭秘“天湖”納木錯(cuò) “芯”里有什么?

        2021-11-05 23:26:33王君波
        知識(shí)就是力量 2021年11期
        關(guān)鍵詞:天湖古氣候納木錯(cuò)

        王君波

        2020年8月,中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所湖泊與環(huán)境變化團(tuán)隊(duì)首次在青藏高原納木錯(cuò)中心湖區(qū)近百米水下成功獲取144.79米巖芯。什么是巖芯?獲取巖芯有什么用處?巖芯里又藏著什么秘密呢?

        “天湖”納木錯(cuò):氣候環(huán)境信息的聚集地

        湖泊作為地球陸地水圈的重要組成部分,聯(lián)系著大氣圈、生物圈和巖石圈,是各圈層相互作用的連接點(diǎn),是大氣、水、沉積物界面等進(jìn)行物質(zhì)和能量交換的場(chǎng)所。

        青藏高原上的湖泊以內(nèi)陸封閉湖泊為主,即湖泊中的水不流出湖盆,而是作為一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的地理系統(tǒng)存在和發(fā)展。封閉湖泊一般是整個(gè)流域的最低處,因此也是流域內(nèi)巖石、土壤、植被、河流及人類活動(dòng)等信息的聚集地。

        科學(xué)家通過(guò)采集湖泊沉積物開(kāi)展相關(guān)分析和研究,可以反推沉積物形成時(shí)的氣候環(huán)境狀況,這就是古氣候和古環(huán)境重建研究。通過(guò)鉆探從沉積物中取出的柱狀樣品就是巖芯。

        納木錯(cuò)中心湖區(qū)水上鉆探平臺(tái)(供圖/ 王君波)

        “天湖”的巖芯里藏著什么秘密

        通過(guò)湖泊巖芯開(kāi)展的不同時(shí)間尺度的古氣候重建研究,可以讓我們深入了解過(guò)去的氣候環(huán)境狀況,并建立相應(yīng)的演化規(guī)律。在此基礎(chǔ)上通過(guò)氣候模型的運(yùn)算就可以預(yù)測(cè)未來(lái)一定時(shí)間范圍內(nèi)的氣候變化趨勢(shì),從而為應(yīng)對(duì)氣候變化提供科學(xué)依據(jù)。

        由于湖泊分布廣泛,因此在記錄局部地區(qū)或者區(qū)域尺度的環(huán)境變化方面,與其他只在特定環(huán)境下存在的環(huán)境載體如冰川、黃土、樹(shù)木、石筍等相比,湖泊具有一定的優(yōu)勢(shì)。

        怎樣才能完成讀“芯”術(shù)

        那么,湖泊沉積物中有哪些內(nèi)容可以反映過(guò)去的環(huán)境變化?

        這包括沉積物的顆粒大小組成(粒度分布)、密度、含水量、磁化率等物理特征,有機(jī)質(zhì)含量、化學(xué)元素含量、礦物組成等化學(xué)特征,以及一些生物和微生物的化石,如孢粉(花粉)、硅藻、介形蟲(chóng)、搖蚊等,甚至更小的病毒和細(xì)菌。以上這些參數(shù)被稱為環(huán)境代用指標(biāo),它們可以通過(guò)科學(xué)的方法被測(cè)定,從而知道其具體組成和含量。當(dāng)然,要進(jìn)行古環(huán)境重建,還需要知道沉積物形成時(shí)的年齡,一般可以通過(guò)放射性同位素定年技術(shù)來(lái)確定。

        除了納木錯(cuò)之外,過(guò)去30余年來(lái),科學(xué)家還在包括青海湖、色林錯(cuò)、班公湖等在內(nèi)的湖泊中,采集沉積巖芯并開(kāi)展相關(guān)研究,推動(dòng)了青藏高原古氣候環(huán)境演化研究的持續(xù)發(fā)展。

        高山山體三維示意圖

        青藏高原科學(xué)考察和研究從來(lái)不缺挑戰(zhàn)。納木錯(cuò)百米水深下百米巖芯的成功獲取,為更大的鉆探計(jì)劃奠定了基礎(chǔ),讓我們有信心繼續(xù)推進(jìn)納木錯(cuò)國(guó)際大陸科學(xué)鉆探計(jì)劃!

        探秘取芯者的成績(jī)單

        2020年8月,中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所湖泊與環(huán)境變化團(tuán)隊(duì)在青藏高原納木錯(cuò)中心湖區(qū)近百米水下成功獲取的超長(zhǎng)巖芯,有望重建近15萬(wàn)年以來(lái)的連續(xù)氣候與環(huán)境變化記錄。

        此前,中國(guó)高原湖泊最大鉆探深度為青海湖的114.9米(2005年),納木錯(cuò)巖芯鉆探將此記錄推進(jìn)至150米級(jí)別。

        本次納木錯(cuò)巖芯鉆探工作,利用自主設(shè)計(jì)和集成的鉆探系統(tǒng),克服了納木錯(cuò)較大風(fēng)浪的不利影響,獲取了總采集率為96%的高質(zhì)量巖芯,實(shí)現(xiàn)鉆探深度和巖芯長(zhǎng)度的雙突破,創(chuàng)造了中國(guó)湖泊巖芯鉆探的新記錄。

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