【海洋之谜】极地科学家揭秘南极冰芯：记录百万年气候数据

在极地科学家的眼中，晶莹的南极之“芯”就像一本无字天书，蕴藏着地球气候变化的秘密。
, c8 c. y# W* q) r  憨态可掬的企鹅、尖喙利爪的贼鸥、膘肥体壮的海豹，在上海科技馆内举行的极地探索科普展上，栩栩如生的南极动物标本，激起了不少观众对南极的兴趣。
; }4 n, a4 S* r& O! x6 p: S  生物种类多样性、物种数量是南极气候变化的参照指标之一。不过，在极地科学家们看来，真正能揭开南极乃至整个地球气候的密码，还要数被称为南极之“芯”的冰芯。
& b$ e6 e8 E. ^: t* P% N  中国极地研究中心副主任、中国南极昆仑站首任站长、有“冰盖王子”美称的李院生说：“每次雪龙号从南极科考满载而归，最引人注目的成果，是在冰川高处钻取的冰芯。”在极地科学家的眼中，这些晶莹的南极之“芯”就像一本无字天书，蕴藏着地球气候变化的秘密，通过它们，科学家能与百万年前的气候变化来一次跨时空的无声对话。
& S) l' h$ r' w  南极之“芯”得来不易
  2003年1月，欧洲南极冰芯钻探项目(EPICA)小组的科学家在南极一个叫协和丘冰层的表层以下3200米处，钻取到了离海床只有100米的冰芯。据专家考证，这根冰芯在75万年前形成，成为当时人类所获取的历史最悠久的冰芯。
  2006年1月24日，日本第47次南极观测队在“富士圆顶”观测点成功钻取冰盖以下3028.5米的冰芯，专家认为，这块冰芯样本中包含了100万年前的气候数据，是人类目前在南极钻取的最古老的冰芯。
  “我最大的梦想是在南极的冰穹A地区钻到3000米以上的古老深冰芯。”李院生心中也怀揣一个挥之不去的冰芯梦，冰穹A的冰厚超过3000米，被公认为是最有可能钻取到超过100万年厚冰心的地方。
  在中国第二十六次南极考察中， 终于钻出一根来自冰穹A冰川下133米深的冰芯。据专家估计，这段冰芯中包含了5000~6000年以来的地球的气候密码。李院生他们兴奋地捡起了冰芯带出的冰渣子，化成水煮沸后，泡茶喝下，并戏称为“把5000年历史都喝进肚子里”。
1 Z3 h$ i9 g5 A6 f  与百万年前的气候“对话”
7 H* N5 w: r" F, W  _4 C  “冰芯的形成过程，就是它记录气候变化的过程。”李院生解释说，所有在大气中循环的物质都会随大气循环流动抵达冰川上空，然后沉降在冰雪表面，最终形成冰芯。
  “也就是说，冰芯分析的每一个参数，至少包含着地球气候系统某一个参数变化过程的信息。”比如，冰芯中氢、氧同位素比率是度量气温高低的指标，而净积累速率是降水量大小的指标。再看冰芯中的气泡，气泡中的气体成分及其含量，是揭示大气成分的演化历史的钥匙。而冰芯的另一个指标——宇宙成因的同位素，则为科学家们的论证提供宇宙射线强度变化、太阳活动和地磁场强度变化的最有力的证据。
) e% z% t7 g! L. o9 X; I( }  在人类有能力钻取南极冰芯之前，科学家往往通过历史记录、树木年轮、湖泊沉积、珊瑚沉积，以及在黄土、深海岩芯、孢粉、古土壤和沉积岩中可提取物质来分析气候环境变化信息。
  “由于南极常年处于极低气温环境，少有人类活动的干扰。因此，这里的冰芯保真性非常良好，分辨率高，记录时间可长达几十万年，同时，它所蕴含的信息量也比其他自然物质要大，因此受到地球科学家们的青睐。”英国《新科学家》(New Scientist)杂志在今年3月3日发布报道，日本科学家研究发现，南极的冰芯中甚至还包含了1000 年前爆炸的超新星遗迹，在天文界引起了轰动。
  李院生指出，人类对南极的认知，和对宇宙与深海的认知一样，“尽管已经过多年的考察，真正的了解还是非常肤浅的。而冰芯就是揭开谜题的一把钥匙。” 中国经过20多年的科考努力，最终在冰盖最高点——冰穹A上建立了考察站，要进行一系列的考察工作，其中最重要的就是深冰芯钻探的问题。“要与百万年前的气候进行跨时空的对话，中国极地科考工作者们任重而道远。”