什麼是冰芯

2021-01-19 地理知識精選

冰芯，顧名思義，就是取自冰川內部的芯。在大氣中的物質會隨大氣環流而抵達冰川上空，並沉降在冰雪表面，最終形成冰芯記錄。

冰齡

首先，談談怎樣獲取冰齡的資料。南極大陸冰蓋是由積雪本身的重量長年擠壓而成，稱作重力冰。在南極地區，由於氣溫低，積雪不融化，每年的積雪形成一層層沉積物，年覆一年，從底部至上逐漸形成一層層的冰層，越向上年代越新。冬季氣溫低，雪粒細而緊密；夏季氣溫高，雪粒粗而疏鬆；因而，冬夏季積雪形成的冰層之間具有顯著的層理結構差異，宛如樹幹的年輪一樣，用這種直觀的方法只可辨認約90米厚的冰層，代表近500年的冰沉積。

原則上，可以根據各年冰層厚度來確定當年降水量。其條件是，必須選取風速很小地區的冰巖芯資料才能排除風吹雪的影響。如在南極內陸區域，由於風速小，冰芯資料最理想。


提取目的

冰川學家在研究南極大陸冰蓋的年齡及其形成的歷史過程時，發現從冰川的冰芯樣品中，不僅能測定冰川的年齡及其形成過程，還可以得到相應歷史年代的氣溫和降水資料，以及相應年代的二氧化碳等大氣化學成分含量，從而開闢了恢復古氣候和古環境的新的道路。

記載表明，從南極大陸冰蓋獲取的冰巖芯樣品，至今已超過2 000米，獲得了100萬年以前的古氣候和古環境資料。

中國是在2009年提出冰芯計劃，目前中國已經在南極鑽了一個全世界最深的冰芯，令全世界科學界轟動。

獲取資料

首先，談談怎樣獲取冰齡的資料。南極大陸冰蓋是由積雪本身的重量長年擠壓而成，稱作重力冰。在南極地區，由於氣溫低，積雪不融化，每年的積雪形成一層層沉積物，年覆一年，從底部至上逐漸形成一層層的冰層，越向上年代越新。冬季氣溫低，雪粒細而緊密；夏季氣溫高，雪粒粗而疏鬆；因而，冬夏季積雪形成的冰層之間具有顯著的層理結構差異，宛如樹幹的年輪一樣，用這種直觀的方法只可辨認約90米厚的冰層，代表近500年的冰沉積。

原則上，可以根據各年冰層厚度來確定當年降水量。其條件是，必須選取風速很小地區的冰巖芯資料才能排除風吹雪的影響。如在南極內陸區域，由於風速小，冰芯資料最理想。

提取方法

首先，實際測定一組現代南極冰蓋上某點的氣溫以及相應時間降雪中δ18O的值，得到南極地區氣溫與δ18O值關係的回歸方程；之後，把過去某一年冰層中δ18O值與上述曲線比較，即可知道當年的氣溫。

從冰巖芯樣品中還可分析其他各種元素成分的歷史資料，如硫，砷，氟，鉀……這些都是研究環境變化的重要依據。同鑽取冰巖芯樣品分析古氣候和古環境資料的思路一樣，從南極地區的湖底沉積中鑽取巖芯，也可得到古氣候和古環境的歷史資料。

作用

南極內陸被厚度平均超過2000米的冰床覆蓋。冰床由降雪堆積而成，以各種形式保存著過去的氣候變動和環境變遷等信息。日本南極科考隊在南極富士圓頂附近鑽探到超過3000米深的冰芯，這些冰芯的歷史可追溯至72萬年前；而深約至85米的淺層部分則有2000年歷史。迄今為止，科學家尚未對南極冰芯按年份進行系統分析，而此類分析能夠發現詳細的化學特徵，獲得過去氣候變動和環境變遷的重要信息。特別是淺層冰芯記錄了人類歷史活動，可以評估自然現象和人類活動對氣候和環境的影響。

比如說，冰芯裡面可能囚禁有幾萬年前的空氣，科學家們或者氣候學家們可以通過一定手段，將這些空氣提取出，並研究其成分，從而得到一些關於古代大氣的信息，或者古代氣候的信息，通過年代排序，預測未來氣候變化走向。

另外還可以分析這些冰芯的組成物質，如水和所含礦物，加以分析，推測地下冰層或冰川底層的某些信息。而且還便於研究地質、氣候的變化。

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