破解青藏高原冰川密碼（相知無遠近）

本報記者 張博嵐 王驍波

西藏昌都來古冰川風光。 李一鳴攝(影像中國)

2006年，中美聯合科考隊隊員攜帶納木那尼冰芯返回科考大本營。

2024年，中美聯合科考隊隊員(左四為湯普森)查看在普若崗日冰原鉆取的冰芯。 以上圖片均為青藏所提供

2015年，湯普森(右)和姚檀棟(左)在古里雅冰川五國聯合科考活動中測量冰芯長度。 青藏所供圖

1987年，中美聯合科考隊隊員在祁連山敦德冰帽進行鉆探。 美國伯德極地與氣候研究中心供圖

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美國俄亥俄州立大學校園內，有一家地下“冰川銀行”。那里，成千上萬根閃亮的銀管整齊地擺放在鋼架上，保存著地球上最豐富的冰芯“檔案”，記錄著過去70萬年地球氣候變遷。

“冰川銀行”的負責人，是美國國家科學院院士、俄亥俄州立大學地球科學學院教授朗尼·湯普森。這位戴著銀框眼鏡的科學家身材瘦高，待人彬彬有禮。說起冰川時，他總是滔滔不絕、如數家珍。

40多年前，當大多數冰川學家的目光聚焦在南北極時，湯普森極具遠見地認識到中低緯度冰川的重要性，先后帶領50支探險隊前往近20個國家的偏遠高地，收集和分析冰芯樣本，繪制出一幅全球過去氣候模式的地圖。湯普森因此被譽為中低緯度高山古氣候學的奠基人。

湯普森也是第一個到青藏高原開展科考的美國冰川學家、第一個在喜馬拉雅山冰川進行鉆探的古氣候學家。1984年以來，他先后29次到青藏高原進行科考，被中國同行稱為中國冰川科考的“引路人”與“合作者”。

最早將高海拔冰芯鉆探技術引入中國

中低緯度也可以進行冰川研究？

這對于上世紀70年代以前的冰川學家來說是不可能完成的任務——中低緯度形成大型冰川的地區海拔太高，不適宜人類工作，且沒有合適的鉆探技術、設備和運輸方式將冰川運送到實驗室。因此，長期以來，冰川學家的研究對象都集中在地球南北極。

在俄亥俄州立大學攻讀地質學博士期間，湯普森意識到做兩極冰川研究的人太多了，要想有所突破，就得從中低緯度冰川入手。經過不斷嘗試，他成功研制出低緯度高寒地區的冰芯鉆取設備——太陽能鉆機，并獲得美國國家科學基金會的撥款，赴秘魯奎爾卡亞等中低緯度地區進行冰川科考。此后，他和同事拖著6噸重的設備去了南美洲、非洲、亞洲和歐洲，從長期形成的冰川中提取長長的圓柱形冰樣——冰芯。

冰芯，被稱為“無字的環境密碼檔案庫”，承載著幾千甚至百萬年氣候環境變化留下的“史料”。冰芯不僅記錄著過去氣候環境自然變化的信息，還記錄著過去人類活動對于氣候環境的影響。

對于那些能夠解讀冰層奧秘的人來說，每根冰芯都保存著一段獨特而引人入勝的歷史故事。通過秘魯南部的奎爾卡亞冰蓋，湯普森團隊了解到導致前印加文明崩潰的干旱和洪水災害；在印度尼西亞巴布亞省伊里安查亞冰川提取的冰芯中，他們發現厄爾尼諾現象對熱帶太平洋地區海面溫度升高的影響，重建了在1964年至2010年左右的熱帶太平洋地區氣候……各種信息被大自然裝訂成冊，冰封在人跡罕至的極高之地。冰芯的每一層都包含著灰塵、火山灰和水化學的微妙變化，偶爾還有凍僵的昆蟲——這些共同形成了一份可供提取、保存和解讀的氣候和地質變化記錄，好比是樹木的年輪。

青藏高原是許多冰川學家一生夢寐以求的科考圣地，但在相當長的時間里，人類對這片土地上冰川的認知極為有限。

湯普森大學時就在學術期刊上讀到過關于青藏高原冰川的內容。青藏高原擁有全球中低緯度地區最大的冰川群，分布著超過4萬條獨立冰川，冰川覆蓋面積約4.9萬平方公里。作為亞洲季風—高原季風的策源地，它所包含的信息對于研究過去并預測未來亞洲及全球氣候環境變化具有重要意義。

為了實現到青藏高原進行冰川科考的想法，湯普森曾給中國冰川學奠基人、時任中國科學院蘭州冰川凍土沙漠研究所所長施雅風寫信，討論在青藏高原冰原鉆探的可能性。

1984年，湯普森第一次來到中國開展科考工作，由此拉開了一場持續40多年的青藏高原冰川科考歷程。第一次到青藏高原，湯普森一待就是3個月。由于語言不通以及缺乏準確的地圖，有6周時間他都是在青藏高原東北緣祁連山脈的崇山峻嶺里跋涉。

“那個時候美中關系已經正常化，雙方對于彼此各領域的發展都充滿好奇。我受邀來華科考，希望與中國同行一起在這片被冰雪覆蓋的高原上，研究全球氣候變化的特點。”湯普森回憶，他在這次訪問中結識了后來的重要合作伙伴姚檀棟。姚檀棟是中國科學院院士，曾任中國科學院青藏高原研究所(以下簡稱“青藏所”)所長，當年還在讀研究生，研究祁連山地區的水資源。

“我們每天一起走很遠的路，探討冰川、氣候、科學和未來。在空氣稀薄、寒冷多風的極端氣候環境下相處，你更能看清一個人的‘內核’是什么樣的，建立下的友誼是深厚的、信任是堅實的。”就這樣，湯普森與姚檀棟成為一生的摯友。此后，他與姚檀棟以及許多中國同行一道探索、發現，破譯青藏高原冰川密碼。

“湯普森團隊提供的太陽能鉆機等關鍵設備與冰芯分析技術，奠定了中國冰川學研究的基礎。”姚檀棟回憶道，“那時中國的冰川學還處于起步階段，美國在設備和技術上都已經比較先進了。湯普森是最早將高海拔冰芯鉆探技術引入青藏高原的人，對中國冰川科考的作用堪稱‘引路人’與‘合作者’。”

兩國科學家共同創造許多“首次”

青藏高原海拔5500米以上的山口風雪肆虐，這條冰雪之路上時常出現科考隊員的身影。十步一小歇，百步一大歇……科考隊員爬冰臥雪，在茫茫雪原上地毯式掃描，探尋冰層下封鎖著的有關氣候變化的蛛絲馬跡。

在青藏高原上每走一步，都能感受到心臟與雙肺的重負。高山上風雪又大又猛，紛揚的雪不是從天上飄落的，而是從地面刮起來的。風雪中開展的任何工作都更加困難。一個人挖坑采雪樣，得有好幾個人站在雪坑邊護衛，抵擋風雪，不然頃刻間連人帶坑都會被埋在雪下。

為確保冰芯不融化，鉆取冰芯的工作通常是在夜間完成的，夏季晚上8時到第二天早上8時是最佳時機。“最佳”意味著溫度低，科考隊員們會用呼氣來判斷開工時間：能呼出“白氣”，溫度就低于零攝氏度了。夜間低溫狀態下工作，隊員們需要身著3公斤的厚重工作服作業，每一個動作都像在抵抗凝固的冷空氣，連最簡單的器械操作、穿脫手套都遲緩而費力。

缺氧、低溫，睡眠少、精神高度緊張……冰川科考的過程，就是與這些困難作斗爭的過程。湯普森說，冰川研究需要智慧，但在鉆取冰芯的過程中，尤其不可或缺的還有優良的體質和不畏艱險的意志。

也有很多讓人目眩神迷的浪漫時刻。藍色天幕下，冰峰銀光閃閃，似流非流的冰舌向四下延伸，冰湖鑲嵌在遠山之中。晚上吃飯前大家聚在帳篷門口，朝東看已是滿天繁星，朝西看仍是夕陽余光下的湖光山色。

“在冰山雪原間，我們把一切看起來不可能的事情變成可能。”湯普森感嘆。

在這片最接近天空的雪域高原，數十年的努力和堅持收獲了許多沉甸甸的成果——

1987年，湯普森與姚檀棟等中美兩國科學家合作，在祁連山敦德冰帽完成了中國境內第一根深孔冰芯鉆取工作。1989年，相關研究成果在全球頂級學術期刊《科學》雜志發表，引起國內外學術界的巨大轟動；

1992年，中美兩國科學家登上西昆侖山古里雅冰帽，鉆取了中低緯度地區當時長度最長和截至目前記錄時間最長的冰芯——長308.6米、年代跨越超過70萬年，詳細恢復自末次間冰期以來各種時間尺度上的氣候環境變化記錄；

1997年，在希夏邦馬峰，中美聯合科考隊獲取了全長480米、總重量5噸的3根達索普冰芯，創造了世界冰芯研究界采樣點海拔最高(7200米)的世界紀錄；

冰芯樣品被送到中美兩國的實驗室，許多“首次”陸續問世。比如，首次確認了在中緯度高山冰川上存在干雪帶——表明中緯度高山冰川也存在夏季不融化的雪，有利于冰芯內部記錄的保存，提升了中低緯度冰芯的研究價值。

“我們從野外取回來的冰芯，一直是中美兩國一邊一半。”青藏所研究員鄔光劍表示，這么多年來大家已形成共識，雙方的合作一定是平等的。

因人類共同的命運而緊密相連

在同姚檀棟等中國科學家的合作中，湯普森也確信了一件事：“即使在極端氣候環境下，美中科學家都在朝著共同目標努力。科學沒有國界，早晚有一天，全世界的人們都會聯合起來，共同應對氣候變化的挑戰。”

“得益于青藏所牽頭開展的區域冰川研究計劃，‘第三極’冰川研究的前景令人鼓舞。該研究所與鄰近的中亞國家同行合作，幫助塔吉克斯坦、尼泊爾和巴基斯坦建設新的研究站。”美國《科學》雜志在《“第三極”冰川研究獲得中國的大力支持》一文中這樣評價。

自2003年12月青藏所建所以來，湯普森一直擔任學術副所長，直接參與了該所學術方向的確定和野外臺站的建設規劃工作，利用遠程視頻技術為中國研究生和共建“一帶一路”國家學生講授古氣候學課程。

由于時差關系，湯普森的課開始時往往已是北京時間晚上9點了，但學生們的熱情非常高，對很多問題有著強烈的好奇心和探索欲。這些年來，湯普森教過的學生超過200名。

“40多年前，我與姚檀棟在甘肅蘭州點著煤油燈的小飯館里邊吃拉面，邊探討青藏所成立的可能性。現在這個想法不僅變成了現實，還走得越來越遠。”湯普森說，“這些年我們最重要的工作，就是聯合培養青年冰川學家，我認為這是一種雙贏的選擇。”

從20世紀80年代末期開始，湯普森就用自己的研究經費作為獎學金，邀請中國科學家到其所在的美國伯德極地與氣候研究中心交流訪學。這些年，湯普森同中國研究人員共同在美國《自然》等具有國際影響力的學術期刊上發表文章超過30篇，極大提高了中國科學家在該領域的國際學術影響力。

中國藏族女科學家德吉曾赴伯德極地與氣候研究中心訪學。她在那里學到了在“冰芯同位素與氣候信號關聯分析”中的創新方法，這些經驗后來直接應用到回國后的冰川研究中。課上使用的分析軟件，至今仍是她用于驗證冰芯記錄重復性的核心工具。

湯普森曾參與過中國科學院組織的一次征文活動，手書了長達6頁紙的投稿。他這樣寫道：“我們在優越和惡劣的條件下都一同工作過，在此過程中我一直堅信人類精神的美好與偉大。雖然我們居住在不同的地方，擁有不同的文化和精神信仰，但我們因人類共同的命運而緊密相連。”

中國冰川研究實現歷史性飛躍

中國科學家2024年在普若崗日冰原海拔6100米處，利用國產鉆探設備成功鉆取到一根長達324米的冰芯，這是在全球中低緯度冰川鉆取的最長冰芯；中國科學家提出了西風季風協同作用是驅動青藏高原冰川變化區域差異的重要機制，撰寫的《第三極環境科學評估報告》在聯合國環境署發布；中國科學家參與聯合國冰凍圈科學十年行動計劃5個綱領性文件中科學計劃的制定，提出的亞洲水塔冰川保護與發展主題成為聯合國冰凍圈科學十年行動計劃的重要內容……

經過幾十年積淀，特別是近年通過第二次青藏科考國家重大科技任務和中國科學院“絲路環境”A類戰略性先導專項等的實施，中國科學家對青藏高原冰川的研究已躋身國際先進行列，取得了一系列世界原創成果，實現了從跟跑到并跑再到部分領域領跑的歷史性飛躍。

湯普森見證了在中國大地發生的巨大變化，看到了中國政府對青年科研人才培養和科學設備的投入。“中國冰芯研究實驗室的設備越來越先進，還在西藏拉薩和北京建起新的科研園區。我看到中國在治理氣候系統和環境系統方面投入了真正的資源。華盛頓的政客常有一種誤解，認為中國政府和人民不關心環境問題，事實恰恰相反。”湯普森說。

2024年是中美聯合冰川科考40周年，已經76歲的湯普森重訪青藏高原。看著職業生涯早期鉆探過的地方，他感嘆道：“那時候來這里可不容易。路很泥濘，卡車上裝滿了設備，我們不得不鋪上路墊，以免車輛陷進泥里。我們費了九牛二虎之力，推著拉著才勉強到達目的地。如今的情況完全不同，一路都是柏油路，酒店是全新的，研究基地設備齊全。”

如今，青藏高原已成為繼南北極之后，國際冰芯研究又一個新的競技場。

湯普森依然致力于推動中美冰川領域的科技合作，并幫助中國冰川研究快速融入國際科學共同體。為了推動中國科學家發起的“第三極環境”國際計劃(TPE)在國際上獲得更多國家的支持，湯普森利用自己的影響力在俄亥俄州立大學建立TPE美國分中心，積極參與歷屆第三極環境資深專家研討會，并在會上呼吁第三極地球科學家聯合優勢力量、共同應對氣候變化的挑戰。此外，他還介紹《紐約時報》等媒體訪問青藏所并作相關報道，讓世界更好地了解中國冰川學和西藏的發展。

湯普森經常將高原上的冰川比作礦井里的金絲雀。“當金絲雀停止鳴叫時，礦工們就知道該離開礦井了。就像金絲雀一樣，冰川也在警告我們危險的溫室氣體的積聚。”他說，“冰川融化不會因為國界而止步。每一次上冰，都是在與時間賽跑，與冰川消融的速度賽跑。期待與中國科學家一起，在青藏高原書寫更多精彩的科考故事，共同保護我們的地球。”

《 人民日報 》( 2026年01月27日 18 版)