Nature封面文章-南极冰芯钻探研究

发布日期:2004-06-11 来源: 字体:[ ]
 

  “欧洲南极冰芯钻探项目(EPICA)”课题组在南极进行冰芯钻探研究,以建立关于过去气候和大气变化的记录。现在,在Franco-Italian Concordia研究基地钻探出的第一个冰芯可供进行研究了。该冰芯覆盖74万年,是迄今所钻探出的冰芯中覆盖时间最长的。这个冰芯被称为“Dome C”冰芯,本期Nature发表的来自该冰芯的数据证实,南极洲曾经出现过以10万年为周期的冷暖交替现象,不过这种交替模式在43万年前发生了变化,因为当时温暖期和寒冷期的对比幅度变得更大了。该冰芯长3190,还有更多东西有待研究,时间可回推至80万年前。本期封面图片(由C. W. M. Swithinbank提供)所示为一个高度约为25米的冰山表面上的常年雪层。

 

     9日出版的《自然》杂志公布了欧洲科学家在过去的8年时间里,对南极地下冰芯的探寻结果:74万年前到现在的南极冰样已经证实,大气的温度和温室气体的含量目前正在以前所未有的速度升高着。 

 

    格陵兰岛冰盖含有从最近一次的冰川时期以来的过去10万多年的冰芯,而南极Vostok冰芯达到40万年。然而,最近在南极东部进行开掘的新冰芯年纪估计则达80万年。 

 

    在过去8年的时间里,科学家们在南极冰层向下钻了超过3公里深,明年将挖进到冰层底部基岩。地表3公里以下的冰层是74万年前冻结的,那时我们人类的始祖还没有离开非洲,到其他大陆繁衍生息。 

 

    地下冰层为研究大气温度和温室气体含量提供了一个在时间上具有相当连续性的样本。这次研究工作的负责人、英国南极调查项目的Eric Wolff表示,根据冰样,可以很明显地看出当前的天气变化相当失常。 

 

    Wolff说,“我们只需要打开冻结在冰样中的气泡就可以测量当年二氧化碳和甲烷等温室气体的含量。目前大气中的二氧化碳含量比74万年来任何一个时期都要高30%,而甲烷的含量则翻了一番。“欧洲南极冰芯钻探项目”成员、瑞士波恩大学的斯托克尔教授说,“目前温室气体增长幅度比我们从南极地下冰层所检测到的任何时候都至少高100多倍”。 

 

    这些数据证实人们此前从海洋沉淀物研究中做出的结论,即地球曾经有过8次冰期时代,它们之间是较暖的间冰期。每次冰川时代持续时间大约为10万年,而间冰期平均只有1万年。 

 

但尽管上次冰期时代是1.2万年前结束的,但科学家不认为马上还会出现冰期时代。与现今气候最相似的间冰期出现于43万年以前,总共持续有2.8万年,这也许表明适于人类居住的良好气候条件还会延续很多年。 

 

研究数据还显示,在过去200年中,气温的上升速度超过了以往75万年中的任何一个时期,而这200年正是人类工业社会迅猛发展的200年。 

 

    这一研究所得到的冰样比以往任何一次研究都更为古老,也更为全面,也最明显地显示出人类活动对天气的干扰。

 

Nature 429, 623 - 628 (10 June 2004); doi:10.1038/nature02599 

 Eight glacial cycles from an Antarctic ice core

 

EPICA community members

 

 The Antarctic Vostok ice core provided compelling evidence of the nature of climate, and of climate feedbacks, over the past 420,000 years. Marine records suggest that the amplitude of climate variability was smaller before that time, but such records are often poorly resolved. Moreover, it is not possible to infer the abundance of greenhouse gases in the atmosphere from marine records. Here we report the recovery of a deep ice core from Dome C, Antarctica, that provides a climate record for the past 740,000 years. For the four most recent glacial cycles, the data agree well with the record from Vostok. The earlier period, between 740,000 and 430,000 years ago, was characterized by less pronounced warmth in interglacial periods in Antarctica, but a higher proportion of each cycle was spent in the warm mode. The transition from glacial to interglacial conditions about 430,000 years ago (Termination V) resembles the transition into the present interglacial period in terms of the magnitude of change in temperatures and greenhouse gases, but there are significant differences in the patterns of change. The interglacial stage following Termination V was exceptionally long—28,000 years compared to, for example, the 12,000 years recorded so far in the present interglacial period. Given the similarities between this earlier warm period and today, our results may imply that without human intervention, a climate similar to the present one would extend well into the future.