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        冰芯:無字的天書

        2022-02-23 23:56:01徐柏青
        閱讀時代 2022年2期
        關(guān)鍵詞:大氣環(huán)境

        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

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