科學家發現最古老的冰

科學家忍受著刺骨的寒風，從南極艾倫山的一個藍冰區取回了遠古的冰。圖片來源：Yuzhen Yan

科學家8月15日宣布，他們在南極洲鑽取的一個冰芯攜帶了距今270萬年前的冰，這一驚人的發現比之前的紀錄保持者要早170萬年。冰芯中的氣泡包含有來自地球大氣層的溫室氣體，而此時地球冰川的消退周期才剛剛開始，這可能為研究冰川時代的起源提供線索。

並未參與該項研究的美國加利福尼亞大學伯克利分校地球化學家David Shuster認為，這一信息本身就使得這些樣本具有「難以置信」的價值。他說：「這是我們唯一能夠接觸到的古代地球大氣層的樣本。」

Yuzhen Yan是普林斯頓大學的一名研究所，他在法國巴黎召開的戈德施密特會議上指出，冰芯揭示了當時大氣中的二氧化碳含量並沒有超過300ppm（百萬分之一），遠低於今天大氣中的二氧化碳水平。

一些古代氣候模型曾預測，要將地球引入一系列冰河時代需要這樣相對較低的二氧化碳水平。但是從生活在淺海的動物化石中收集到的一些證據表明，當時的二氧化碳水平更高。大學城得克薩斯農工大學古氣候學家Yige Zhang表示，如果新的研究結果站得住腳，那麼之前的證據將需要重新測校。「我們還有一些工作要做。」

這一發現也為尋找更古老的冰指明了道路，因為它來自於一個基本被忽視的「藍色冰」區域，在那裡，特殊的動力可以保護古老的冰層。

研究團隊成員、科瓦利斯市俄勒岡州立大學地球化學家Ed Brook說，儘管藍色冰區只是提供了對過去的一些零星認識，但它們可能會成為遠古冰的主要狩獵場。「這種老舊的冰真的值得人們關注。」他說，「我們只是作了膚淺的研究。」

來自格陵蘭島和南極洲的冰芯是現代氣候科學的主要支柱。傳統上，科學家在冰層年復一年堆積的地方進行鑽探，這裡不會受到冰川流動的干擾。

在南極洲中心的深處，這些冰芯記錄揭示了溫室氣體是如何在數十萬年的時間裡不斷上升和減弱的。但是，由於來自地下基岩的熱量可以融化最深、最古老的冰，這種方法從沒有產生任何比80萬年更古老的冰。

由普林斯頓科學家帶領的研究小組嘗試在離地表更近的位置尋找古冰。艾倫山位於南極洲東部一處被風掃過的地區，距離麥克默多站200公里，這裡因保有古代隕石而聞名。在這樣的藍冰區域——僅占陸地表面的1%，冰層就在岩石的山脊上流動。深處的、古老的冰層被向上推，而風把雪和較年輕的冰層吹走，露出下面被壓縮的藍色的冰。

2010年，該研究團隊在艾倫山鑽了他們的第一個洞。2015年，研究團隊又回到這裡重新開始嘗試。環境很惡劣，狂風刮著他們的帳篷。「寒冷是一回事」，普林斯頓大學地球化學家John Higgins說，「但風是另一隻野獸。」最終，科學家找到了迄今最古老的樣本。

John Goodge是位於德盧斯的明尼蘇達大學的地質學家，他說，任何傳統的努力都不太可能與艾倫山的樣本相比。Goodge表示：「從這個意義上說，艾倫山的冰芯可能會在一段時間內獨自存在。」

如今，研究人員打算回到藍冰區鑽取更多冰芯。有證據表明，南極洲至少在3000萬年前就已經有了冰。Brook說，這似乎是合理的，下一個嘗試可能會在500萬年前的冰中出現，那時的溫度被認為與驅動人類進化的條件相似。冰河期是在地質歷史上曾經出現過氣候寒冷的大規模冰川活動的時期。這種冰期曾經有過3次，即前寒武晚期、石炭—二疊紀和第四紀。