徐柏青

冰川或冰蓋，是通過大氣降雪一年一年堆積起來的，而這些雪在一定的海拔高度或極地地區(qū)基本不會消融。在長達(dá)幾千年、幾萬年甚至幾十萬年的日積月累中，降雪層層累積，越堆越厚，下面的陳雪被上面的新雪覆蓋，并壓縮成冰。冬季氣溫低，雪粒細(xì)而緊密;夏季氣溫高，雪粒粗而疏松。因此，冬夏季積雪形成的冰層之間具有顯著的層理結(jié)構(gòu)差異，就像樹木的年輪一樣。

大氣降雪的水汽在運移過程中，以及雪花在形成及降落過程中，攜帶和沾染了大氣層中許多反映當(dāng)時大氣特征的各種氣體和飄浮物質(zhì)。它們隨雪花一起沉積并保存于雪層中，最終形成冰芯記錄。此外，在雪成冰的過程中，會把當(dāng)時大氣的成分以氣泡的形式保存下來。從這個意義上說，廣袤的冰川就是大自然的“博物館”，里面保存著珍貴的“史料”，而冰芯就是開啟“博物館”大門獲取“史料”的一把“鑰匙”。

一般而言，冰川中的雪積存了多少年，我們就可以通過鉆取冰芯獲取多少年的珍藏“史料”。在冰川中鉆取一根完整的冰芯，便如同獲得了一部自然“編年史”。

這些“史料”一般可分為幾大類：冰本身攜帶的信息，比如通過測量冰芯中的氫、氧同位素比率可以推算過去的溫度高低，不同年份的冰層厚度則可以揭示當(dāng)年的降水量;冰芯中含有的各種可溶性和不可溶性化學(xué)物質(zhì)成分可提供不同時期的環(huán)境信息，比如大氣氣溶膠、沙漠演化、植被演替、生物活動、大氣環(huán)流強(qiáng)度、火山活動;宇宙成因的同位素可提供宇宙射線強(qiáng)度變化、太陽活動和地磁場強(qiáng)度變化的證據(jù)等;冰芯氣泡中的氣體成分和含量可以揭示大氣成分的演化歷史，比如二氧化碳、甲烷等溫室氣體的歷史變化過程。總之，冰芯不僅記錄著過去氣候環(huán)境變化的信息，而且記錄著過去人類活動對氣候環(huán)境的影響，因而在過去全球變化研究中具有重要地位。

事實上，記錄氣候環(huán)境變化的“無字天書”不僅僅只有冰芯，還有樹木年輪、湖泊沉積、珊瑚沉積、黃土、深海巖芯、古土壤和沉積巖等。與這些可提取過去氣候環(huán)境變化信息的介質(zhì)相比，冰芯以其保真性好（低溫環(huán)境）、分辨率高（可精確到年）、記錄時間序列長（可達(dá)幾十萬年）和信息量大等特點，受到地球科學(xué)家的青睞。

（源自《中國氣象報》）

責(zé)編：何建嬌