让我们先来看看这张照片。这些面带微笑、穿着防寒服的人是在滑雪场合影吗?他们手里抱着的是雪橇吗?不是。这是科学家在南极的东方湖(Vostok)的合影,他们手里抱着的是从湖面几千米厚的冰层中采集的“冰棍”。那么,这些硕大的“冰棍”到底有什么用呢?
古冰的年轮
这些“冰棍”,科学上的标准名称是“冰芯”,是科学家研究地球历史的利器。我们知道,尽管雪花看上去晶莹剔透,但其实在雪的结晶里却含有灰尘、花粉、工业废气等各种杂质。由于南极的气温极低,当雪花降落到这个冰天雪地的“大冰箱”后,它们会一层一层堆积起来,然后凝结成冰。年复一年,从底部往上逐渐形成一层层的冰层,越向上年代越新。冬季气温低,雪粒细而紧密;夏季气温高,雪粒粗而疏松。因此,冬季和夏季积雪形成的冰层之间具有显著的层理结构差异。
科学家发现,在南极一个叫东方湖的湖面上,一层层的雪经过80多万年的堆积,现在已经有3769米厚,并且越深的冰层,年代越古老。科学家用机器钻到3000 多米深的冰层以下,采集出冰芯,冰芯层次非常清楚,就像树木的年轮。正如年轮标记着树木每一年的生长一样,冰芯的层次也记录着地球每一年的情况。科学家通过分析冰芯中各种物质的含量和比值,来推测地球的变化,包括过去人类活动对气候环境的影响。
最早的采芯计划是1966年在格陵兰开始的。几十年来,世界上的几个先进的国家相继加入了钻探行列,主要的开采基地在格陵兰和南极,也包括中国的青藏高原。20世纪90年代初,欧洲共同体8国联合实施的 GRIP 冰芯钻探计划顺利穿透冰盖,到达基岩表面,获取了长达2980米的冰芯;20世纪末,Vostok冰芯使得南极冰芯记录的气候变化延伸到42万年以前:21世纪初,EPICA计划又使得南极冰芯记录延仲到00万年以前。