IT之家 11 月 3 日消息，美國科學(xué)家團(tuán)隊(duì)在南極洲東部艾倫丘陵（Allan Hills）地區(qū)發(fā)現(xiàn)了地球上迄今直接測定年代最古老的冰層和其中封存的空氣。

根據(jù)上周發(fā)表于《美國國家科學(xué)院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences）的一項(xiàng)新研究，這些距今約 600 萬年的冰層及其內(nèi)部包裹的微小氣泡，為科學(xué)家了解地球過去的氣候提供了前所未有的窗口。

研究人員測定的艾倫丘陵最古老冰樣形成于 600 萬年前，這一時(shí)期地球的地質(zhì)證據(jù)充分表明，全球氣溫遠(yuǎn)高于現(xiàn)今，海平面也顯著更高。

該研究由伍茲霍爾海洋研究所（Woods Hole Oceanographic Institution）的莎拉?沙克爾頓（Sarah Shackleton）和普林斯頓大學(xué)（Princeton University）的約翰?希金斯（John Higgins）共同領(lǐng)導(dǎo)。二人均隸屬于由美國國家科學(xué)基金會(huì)（NSF）資助、俄勒岡州立大學(xué)（Oregon State University）牽頭的“最古老冰層探索中心”（Center for Oldest Ice Exploration, COLDEX）。該中心匯集了 15 所美國研究機(jī)構(gòu)，致力于探尋南極冰蓋 —— 地球上最大的冰體 —— 中保存的古老氣候記錄。

“冰芯如同時(shí)光機(jī)，使科學(xué)家得以一窺地球過去的樣貌，”曾多次參與艾倫丘陵冰芯鉆探工作的沙克爾頓表示，“艾倫丘陵的冰芯讓我們回溯的時(shí)間遠(yuǎn)超此前想象?！?/p>

COLDEX 主任、俄勒岡州立大學(xué)地球、海洋與大氣科學(xué)學(xué)院古氣候?qū)W家艾德?布魯克（Ed Brook）指出，這是 COLDEX 自 2021 年獲得 NSF 科學(xué)技術(shù)中心資助以來取得的最重要發(fā)現(xiàn)?！拔覀?cè)缇椭涝摰貐^(qū)的冰層年代久遠(yuǎn)。最初，我們期望能找到最多 300 萬年、或許稍老一些的冰層，但此次發(fā)現(xiàn)大大超出了我們的預(yù)期?！?/p>

據(jù)IT之家了解，目前，全球多個(gè)科研團(tuán)隊(duì)正展開友好的競賽，競相突破此前 80 萬年的冰芯記錄極限。近期，一支歐洲團(tuán)隊(duì)宣布在南極洲東部內(nèi)陸獲得一段連續(xù)冰芯，年代達(dá) 120 萬年。

COLDEX 團(tuán)隊(duì)則探索了一種不同的古老冰層保存環(huán)境。他們?cè)谀蠘O洲東部偏遠(yuǎn)的艾倫丘陵野外營地長期駐扎，于冰蓋邊緣多個(gè)地點(diǎn)鉆探 100 至 200 米深。在這些地點(diǎn)，冰流運(yùn)動(dòng)與崎嶇的山地地形共同作用，使古老冰層得以保存并抬升至靠近地表的位置，從而更易于獲取。相比之下，在南極洲東部內(nèi)陸獲取最古老的連續(xù)冰芯通常需要鉆探超過 2000 米深。

“我們?nèi)栽谘芯烤烤故悄男┚唧w條件使如此古老的冰層能夠如此接近地表而得以保存，”沙克爾頓說，“除地形因素外，很可能還涉及強(qiáng)風(fēng)與極寒的共同作用：強(qiáng)風(fēng)不斷吹走新降積雪，而極寒則幾乎使冰層停止流動(dòng)。這使得艾倫丘陵成為全球?qū)ふ覝\層古老冰層的最佳地點(diǎn)之一，同時(shí)也是野外作業(yè)最艱苦的地區(qū)之一?！?/p>

這些新獲取的冰芯中封存的空氣，使科學(xué)家能夠通過精確測量惰性氣體氬（argon）的一種同位素，直接確定冰的年代。意味著科學(xué)家測量的是冰本身中能表明年齡的物質(zhì)，而非基于相關(guān)特征或沉積物進(jìn)行推斷。

研究人員指出，盡管這些古老冰層記錄并不連續(xù)，但其年代之久遠(yuǎn)前所未有。希金斯解釋道：“通過測定大量樣本，研究團(tuán)隊(duì)建立了一個(gè)我們稱之為‘氣候快照’的資料庫，其時(shí)間跨度約為此前已知冰芯數(shù)據(jù)的六倍，這對(duì)南極洲內(nèi)陸冰芯中更詳細(xì)的較新數(shù)據(jù)起到了補(bǔ)充作用?！?/p>

通過對(duì)冰中氧同位素的測量所得到的溫度記錄顯示，該區(qū)域在過去 600 萬年間經(jīng)歷了約 12 攝氏度的長期、漸進(jìn)式降溫。這是人類首次直接量化南極洲在過去 600 萬年間的降溫幅度。

目前，科研人員正持續(xù)對(duì)這些冰芯進(jìn)行研究，旨在重建歷史大氣溫室氣體濃度和海洋熱含量，這對(duì)于理解自然氣候變化的驅(qū)動(dòng)機(jī)制具有重要意義。

布魯克表示，COLDEX 團(tuán)隊(duì)將在未來幾個(gè)月重返艾倫丘陵開展更多鉆探工作，有望獲取更詳盡的氣候快照，甚至發(fā)現(xiàn)年代更久遠(yuǎn)的冰層，“鑒于我們?cè)诎瑐惽鹆暌寻l(fā)現(xiàn)如此古老的冰層，我們已設(shè)計(jì)了一項(xiàng)全面的長期研究計(jì)劃，力求進(jìn)一步將記錄向更久遠(yuǎn)的年代延伸，預(yù)計(jì)將于 2026 至 2031 年間實(shí)施?！?/p>