氣候科學的進展 美國研究人員團隊發現了地球上迄今為止發現的最古老的冰和空氣。這些樣本是在東南極洲的艾倫山地區發現的。人們早就知道該地區地表附近藏有古老的冰。
根據 10 月 28 日發表在《 美國國家科學院院刊冰已有大約 600 萬年的歷史。密封在冰內的微小氣泡提供了罕見且直接的地球古代大氣觀察。它為科學家提供了有關地球過去氣候的無與倫比的記錄。
一睹更溫暖的古代世界
從艾倫山採集到的最古老的樣本可以追溯到 600 萬年前，當時的地質記錄表明地球明顯變暖，海平面也比現在高得多。
這項研究工作由伍茲霍爾海洋研究所的莎拉·沙克爾頓和普林斯頓大學的約翰·希金斯領導。兩者都是國家科學基金會最古老的冰探索中心 (COLDEX) 的一部分，該中心是機構之間的合作項目。由俄勒岡州立大學協調的美國 15 個研究合作夥伴
“冰芯就像一台時間機器，讓科學家們了解我們的星球過去是什麼樣子，”曾參加過幾次南極鑽探探險的沙克爾頓解釋道。 “艾倫山核心區讓我們可以回溯到比我們想像的更遠的地方。”
COLDEX 主任、俄勒岡州立大學古生物學家 Ed Brook 將這一發現描述為該中心迄今為止最重要的發現。 NSF 科學技術中心成立於 2021 年，旨在探索南極冰蓋。它是世界上最大的冰水庫。
“我們知道這個地區的冰非常古老，”布魯克說。 “最初，我們希望找到年齡不超過300萬年或更古老的冰。但這一發現遠遠超出了我們的預期。”
一場深入時間的全球競賽。
COLDEX 是致力於將冰芯記錄擴大到超越之前 80 萬年限制的幾個國際團隊之一。最近的歐洲項目這預示著南極洲東部將出現一個具有 120 萬年曆史的連續深層核心。但艾倫·希爾斯的預告片將時間線向後推了數百萬年。儘管是在單獨的部分中而不是在單個連續的核心上。
COLDEX 研究人員在艾倫山的一個偏遠地區工作。鑽穿南極冰蓋邊緣附近 1 至 200 米的冰層需要幾個月的時間。在這個地區，崎嶇的地形和冰流模式共同作用，保存了靠近地表的原始冰。相反，從南極內部獲取連續的岩心往往需要鑽探深度超過2000米。
沙克爾頓說：“我們仍在研究允許古代冰如此接近地表存在的確切條件。” “除了地理因素之外，可能會有強風和寒冷混合在一起。風吹走了新鮮的雪。寒冷導致冰幾乎結冰。這使得艾倫山成為世界上尋找淺層舊冰的最佳地點之一。而且它也是度過野外季節最困難的地方之一。”
艾倫山樣本的年齡是通過對惰性氣體氬進行精確同位素測量直接從冰中確定的。這種方法使科學家能夠在不依賴周圍沉積物的情況下確定冰的年齡。或其他間接證據
雖然記錄不是連續的，但樣本比任何冰都古老。正如 Higgins 指出的那樣，“T 團隊創建了一個我們稱之為‘氣候快照’的庫，它比任何冰芯數據都更古老，大約是之前報告的六倍。它補充了來自南極洲冰芯的更年輕、更詳細的數據。”
修復擁有 600 萬年曆史的冷卻系統
對冰中氧同位素的分析表明，在過去 600 萬年裡，該地區的氣溫下降了約 12 攝氏度（約 22 華氏度）。這是首次直接證明南極洲氣候自古代溫暖時期以來已經變冷了多少。
未來的研究將集中於重建冰泡內保存的溫室氣體濃度和海洋熱量水平。這為了解驅動長期氣候變化的自然力量提供了重要線索。
新的 COLDEX 勘測計劃在未來幾個月內返回艾倫山進行額外鑽探。該團隊希望收集舊樣本。並更詳細地記錄地球古代大氣的細節。
“考慮到我們在艾倫山發現的令人難以置信的古老冰，我們還對該地區設計了一項新的、全面的長期研究，以努力進一步擴大記錄。我們希望在 2026 年至 2031 年間做到這一點，”布魯克說。
合作與支持
該研究的貢獻者包括俄勒岡州立大學的 Julia Marks Peterson、Christo Buizert 和 Jenna Epifanio；普林斯頓大學的 Valens Hishamunda、Austin Carter 和 Michael Bender；華盛頓大學的 Lindsey Davidge、Eric Steig 和 Andrew Schauer；加州大學聖地亞哥分校斯克里普斯海洋學研究所的 Sarah Aarons、Jacob Morgan 和 Jeff Severinghaus；來自緬因大學的 Andrei V. Kurbatov 和 Douglas Introne；嚴玉珍，同濟大學；和來自明尼蘇達大學的 Peter Neff。
COLDEX 得到 NSF 極地項目辦公室的支持； NSF科技辦公室綜合活動中心項目；俄勒岡州立大學和俄勒岡州立大學在南極洲的實地作業正在美國南極計劃和國家科學基金會資助的支持下進行，並得到美國國家科學基金會冰鑽計劃的鑽探援助以及由科羅拉多州丹佛市國家科學基金會冰芯設施管理的樣本儲存。
