保存地球记忆的“老冰棍” ,钻取冰芯是一种什么体验?

日前,第二次青藏科考冰川科考分队,首次圆满完成对怒江源头布加岗日冰川的科考活动。这次科考从今年7月份开始,一直持续到11月底。

科学家在海拔6328米的布加岗日冰川上,成功钻取了4根冰芯,总长约230米,这是我国科学家首次在怒江源头钻取冰芯,可用于研究青藏高原乃至第三极气候环境变化,尤其是研究西风和季风,如何在青藏高原产生协同作用,有助于监测“亚洲水塔”的动态变化。

中国科学家首次在布加岗日冰川钻取冰芯

2021年10月13日,科考直升机第一次从怒江源头布加岗日冰川脚下,海拔4200米的大本营起飞,到达海拔6200多米的冰芯钻取点。

中科院青藏高原研究所研究员 徐柏青:布加岗日这个地方在青藏高原东部的中段,那么这个地方是一个关键点,因为长期以来,我们的手段不行,因为人是上不去的,这地方有很多的冰崖、冰瀑布区域。所以说现在正好借助于二次科考,我们有直升机这种先进的手段,能够把人直接和物资运输到冰面,实际是弥补了从南到北关于恢复季风演化的一个空白点。

半个小时后,直升机抵达营地。由于山顶的风力有时达到8~9级,要在6200多米的冰芯钻取营地装卸物资,困难重重。为了防风,科考队员在1.5米深的雪坑上搭建了一顶帐篷,里边就是冰芯钻取点。从10月16日开始打第一钻到10月22日,28名科考队员组成的科考队成功钻取了一根长80米、直径82毫米的透底冰芯。到11月底,科考队总共钻取了4根冰芯,直升机往返飞行达58次。

中科院青藏高原研究所研究员 徐柏青:我们总共是钻取了4根冰芯,有两根80米透底的,还有两根是打到水层,大概35米,这样的话,总共下来大概是230米的冰芯。

青藏高原是我国重要的生态安全屏障,有着“世界屋脊”“亚洲水塔”“地球第三极”之称。2017年8月19日,我国正式启动第二次青藏科考,主要是聚焦水、生态、人类活动。通过十大任务,揭示青藏高原环境变化机理,优化生态安全屏障体系,推动青藏高原可持续发展和推进国家生态文明建设等。这次怒江源头钻取冰芯就是十大任务中“西风、季风协同作用及其影响和亚洲水塔动态变化与影响”的重要组成。

不同颜色的冰芯展现时光变化

在青藏高原,从南边来的季风和西边来的西风,是影响高原气候环境的重要因素。而冰芯、岩芯等就是科学家们研究西风、季风如何交会作用的重点介质。在中科院青藏高原研究所拉萨部的冰芯库里,存放了大量多年来钻取的青藏高原各个冰川的冰芯。

从布加岗日钻取的4根冰芯,有三根被保存在拉萨的冰芯库里。这节冰芯颜色变化比较明显,一段偏黄、一段偏白,徐队长告诉我们,黄的代表是干旱季,白的代表是湿润季。

冰芯,相当于研究气候环境的百科全书。科学家们通过gopro镜头沿着冰层往下探寻,可以看到不同的颜色变化。从顶部到底部,代表着不同的年代。对于冰芯的研究,主要是三个指标: 冰本身、冰内包含的可溶和不可溶物质以及冰芯包裹气体。

中科院青藏高原研究所研究员 徐柏青:人类活动产生的各种燃烧的各种各样的物质,只要你想象在大气中输送的这种物质都能保存下来,我们把它提取出来,那么恢复环境的演变特征,每一个冰芯里面有很多的气体,那么我们通过这种气体的分析,就反映了全球甚至区域的这种水循环强度、生态系统的覆盖、它的光合呼吸作用强度等,都给恢复出来。

珍贵冰芯应该怎样保存? 送往南极

我国科学家钻取冰芯研究第三极气候环境变化,始于上个世纪八十年代,截至目前,以中国为主的中外科考团队,已经在以青藏高原为核心的第三极地区钻取了冰芯。

中科院青藏高原研究所研究员 徐柏青:我们国家的冰芯钻取主要从1986、1987年敦德冰芯开始的,几十年来已经扩展到第三极,像巴基斯坦喀喇昆仑地区,大概先后钻取了20到21根的冰芯。主要是从恢复过去十几万年来,像古里雅冰芯到过去2000年,特别是我们有5根冰芯能够恢复到过去2000年。再一个气候变化特征,到近代的近200年或者是百年尺度的人类活动对青藏高原环境的影响都做出了很重要的贡献。

从藏东南的来古冰川、西藏西部的古里雅冰川到藏北的普若岗日冰川,从珠峰海拔6530米的东绒布冰川到希夏邦马峰海拔7000米的达索普冰川等,中外科学家可以说踏冰卧雪,克服重重困难,钻取了大量的冰芯。

中科院青藏高原研究所研究员 徐柏青:其中一个很重要的特征就是我们的极高海拔像达索普冰芯7000米,那是世界上唯一的一根冰芯能够用于恢复温室气体。像我们把中低纬度的甲烷含量恢复到过去2000年这种变化,而且显示了过去150年的人类活动对甲烷排放强烈的影响这么一个特征。所以说这是到目前为止,青藏高原冰芯对我们整个环境演化或者是气候演化的一个重要贡献。

如何保存已经钻取的大量冰芯?科学家表示,将把部分冰芯运送到平均冰温在-40℃~-50℃的南极地区。

中科院青藏高原研究所研究员 徐柏青:咱们国家现在通过像ice memory(冰记忆)计划,就是联合国教科文组织的这个计划,已经作为一个很重要的参与方,而且已经承诺承担第三极地区,特别是亚洲地区的冰芯钻取,并且也要运送到南极去进行保存,像这种条件下能够保存20年。

栏目主编:张武

本文作者:央视新闻

文字编辑:卢晓川

题图来源:视觉中国

图片编辑:雍凯