近日,記者從中國科學院青藏高原研究所獲悉,我國科學家利用自主設計的冰芯熱鑽系統和湖芯重力鑽系統首次獲得境外喀喇崑崙山脈深冰芯和湖芯樣本,該樣本可用於重建泛第三極地區的氣候環境變化歷史。
在中科院A類戰略性先導科技專項「泛第三極環境變化與綠色絲綢之路建設」中「氣候轉型與特徵事件的冰川記錄」項目的支持下,中國科學院青藏高原研究所研究員徐柏青帶隊前往中巴經濟走廊北段,帕米爾高原和喀喇崑崙山系(屬於青藏高原西部)交匯區進行科考,該地區地勢高峻、河谷深切,也是西風與季風交匯區。
研究人員介紹,西風與季風環流是控制青藏高原氣候與環境變化的決定性因素,深刻地影響著青藏高原地表多圈層相互作用過程。
此外,受山體抬升影響,上述西風與季風交匯區匯集了來自北大西洋-地中海和印度洋的水汽,為發育大規模冰川、河流、湖泊提供了豐富的降水補給。地勢高峻、河谷深切的地表景觀疊加在複雜的地質構造條件上,導致該區域冰川泥石流、洪水、雪崩等自然災害頻發,對公路、鐵路、油氣、光纜和電力通道等「五位一體」的中巴經濟走廊構成了嚴重威脅。
已有研究也表明,上世紀90年代中期以來,該區域氣候發生了重大轉型,最突出表現是降水量大幅增加。在第三極冰川總體加速退縮背景下,該區冰川相對穩定甚至部分冰川前進。關於這個異常現象,一直是國際關注的焦點。由於考察與觀測研究薄弱,西風-季風相互作用過程對該區氣候轉型的影響機制仍不清楚,極大地制約了氣候變化對中巴經濟走廊建設影響的評估。
在巴基斯坦空間與上層大氣研究委員會的協助下,科考隊一行10餘人,前往喀喇崑崙吉爾吉特-巴爾蒂斯坦地區Biafo冰川、Sheo Sar和Saiful malook湖泊,開展了為期108天的冰芯-湖芯鑽探工作。考察隊克服惡劣天氣和極高海拔等極端環境影響,在Biafo冰川的海拔5600米處共鑽取了總長超過110米的冰芯,收集了自海拔5250米至5600米區域的多個梯度雪坑剖面樣品。順利完成Sheo Sar和Saiful malook湖泊的水下地形測量和短湖芯鑽取工作,在2個湖泊中各獲取了4根湖芯樣品,為高分辨研究該區域千年尺度的氣候環境變化提供了研究介質。
此次,在境外野外冰川科學考察工作中,科考隊首次成功採用直升機,對Biafo冰川進行了機載雷達冰川測厚工作,獲得了第一手的冰川結構和厚度數據,為極高海拔區冰川厚度與冰川表面結構特徵自動化探測工作積累了寶貴經驗。
未來,科考隊將對鑽取的冰芯、湖芯樣品進行氧同位素、黑碳、粒度、元素等數據測定,建立南北向跨境觀測大斷面和垂直梯度觀測體系,填補西風-季風交匯區溫度、降水與積雪觀測空白,以期重建該地區末次冰期以來的氣候環境變化歷史,為中巴經濟走廊建設的環境評估、災害風險防範、氣候變化應對和綠色發展等提供重要的科學依據。
鑽取的冰芯
直升機載雷達測厚
冰芯鑽機與冰芯鑽取 (供圖:中科院青藏所)
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