科學(xué)家鉆透南極523米冰層 揭開(kāi)2300萬(wàn)年氣候秘密

在南極冰層深處，科學(xué)家們發(fā)掘出一座地質(zhì)檔案庫(kù)，這一發(fā)現(xiàn)有望重塑對(duì)未來(lái)海平面上升的預(yù)測(cè)。研究團(tuán)隊(duì)在西南極冰蓋邊緣的克雷里冰穹（Crary Ice Rise）鉆穿523米厚冰層，成功提取出一根長(zhǎng)228米的泥巖沉積物巖芯。這些沉積物記錄了地球歷史上先前溫暖期環(huán)境變化的關(guān)鍵證據(jù)，有助于估算該地區(qū)冰層在全球變暖下的融化速度。

如果西南極冰蓋完全崩潰，全球海平面預(yù)計(jì)將上升4至5米。此前預(yù)測(cè)主要依賴衛(wèi)星數(shù)據(jù)以及冰緣附近、浮冰架下、海冰以及羅斯海和南大洋的沉積記錄，而此次巖芯提供了冰蓋邊緣在先前溫暖期的直接詳細(xì)證據(jù)。

此次鉆探屬于國(guó)際SWAIS2C項(xiàng)目（西南極冰蓋對(duì)2℃升溫的敏感性），選址于羅斯冰架內(nèi)緣的克雷里冰穹，與以往記錄不同，此巖芯直接揭示冰蓋行為。

初步分析顯示，巖芯沉積層覆蓋過(guò)去2300萬(wàn)年，包括全球平均氣溫較工業(yè)化前高出2℃以上的時(shí)期，這將為預(yù)測(cè)西南極冰蓋和羅斯冰架對(duì)2℃以上升溫的響應(yīng)提供關(guān)鍵洞見(jiàn)。

鉆探現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)識(shí)別沉積層中保存的海洋微生物化石進(jìn)行初步年代估算，來(lái)自10個(gè)國(guó)家的SWAIS2C項(xiàng)目研究人員將進(jìn)一步詳細(xì)分析以確認(rèn)時(shí)間線。

隨著鉆探深入，團(tuán)隊(duì)提取長(zhǎng)達(dá)3米的巖芯段，沉積物多樣性顯著，從細(xì)泥到含大塊巖石的緊實(shí)礫石不等。有些沉積物類似于當(dāng)前克雷里冰穹下的冰蓋沉積，但也有典型開(kāi)放海洋、浮冰架覆蓋海洋或冰架邊緣產(chǎn)冰山崩解的跡象。

貝殼碎片和需光海洋生物遺骸表明，該區(qū)域曾被開(kāi)放海洋覆蓋，而非冰層，證實(shí)羅斯冰架部分或完全退縮，以及西南極冰蓋部分可能崩潰的長(zhǎng)期猜測(cè)。

確定這些退縮確切時(shí)間及觸發(fā)環(huán)境條件是SWAIS2C團(tuán)隊(duì)首要目標(biāo)。

提取巖芯不僅是科學(xué)里程碑，更是工程壯舉。29人團(tuán)隊(duì)包括科學(xué)家、鉆探員、工程師和極地專家，面對(duì)巨大不確定性，此前兩次嘗試因技術(shù)故障失敗。此前最長(zhǎng)冰蓋下沉積巖芯不足10米，而他們超過(guò)200米目標(biāo)，這是南極前沿科學(xué)。

團(tuán)隊(duì)采用專用鉆探系統(tǒng)連續(xù)輪班作業(yè)，先用熱水鉆融化523米深孔，然后下放超過(guò)1300米“立管”和“鉆桿”抵達(dá)下方沉積物，每段巖芯均仔細(xì)記錄、拍照、X射線掃描并取樣。

SWAIS2C聯(lián)合首席科學(xué)家、維多利亞大學(xué)惠靈頓分校、蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院和WSL的休·霍根（Huw Horgan）表示：“當(dāng)?shù)谝欢螏r芯上來(lái)時(shí)感覺(jué)很棒，但接著擔(dān)心下一段，直至結(jié)束。我們從以往挑戰(zhàn)中吸取教訓(xùn)，成功提取這一地質(zhì)記錄，將幫助世界應(yīng)對(duì)氣候變化影響。”

另一聯(lián)合首席科學(xué)家、美國(guó)賓厄姆頓大學(xué)地質(zhì)學(xué)教授莫莉·帕特森（Molly Patterson）稱：“我們的多學(xué)科國(guó)際團(tuán)隊(duì)已開(kāi)始合作解開(kāi)巖芯中的氣候秘密。鉆探系統(tǒng)經(jīng)受?chē)?yán)苛南極考驗(yàn)，我們計(jì)劃未來(lái)繼續(xù)鉆探，深入了解西南極冰蓋對(duì)全球變暖的敏感性。”