期刊導航
600 萬年前在冰中發現的最古老的空氣
從南極洲地表深處挖掘出來的冰剛剛產生了人類迄今為止發現的最古老的直接測年冰川冰和空氣樣本。
從數百米的冰川冰下逐漸積累，億萬年來艾倫·希爾斯，由冰川學家領導的科學家團隊莎拉·沙克爾頓伍茲霍爾海洋研究所的實驗室已經取回了埋藏了大約 600 萬年的樣本。
“冰芯就像時間機器，讓科學家們看看我們星球過去是什么樣子。”沙克爾頓說.
“艾倫山核心幫助我們比我們想象的要遠得多。”
因為我們的星球地質非常活躍，所以發現過去氣候的記錄可能具有挑戰性。
南極洲是一個例外;在那里，冰雪的不斷堆積會困住并凍結物質，從而形成地球氣候歷史的時間膠囊記錄.通過研究古代冰垂直核心從數百米厚的冰中提取，科學家可以重建我們星球過去的環境條件，至少在南極洲是這樣。
在艾倫山，藍冰濃度特別有價值。這是隨著時間的推移被壓縮的冰，擠出更大的氣泡并擴大冰晶，從而使產生的冰吸收更紅色的波長，使其呈現出明顯的藍色調。由于艾倫山不再因風化和升華過程而積雪，因此較舊的冰比南極洲其他地區更靠近地表。
“我們仍在研究讓如此古老的冰在如此靠近地表的地方生存的確切條件，”沙克爾頓解釋道.
“除了地形之外，很可能是強風和嚴寒的混合體。風吹走了新雪，寒冷使冰變慢到幾乎停滯不前。這使得艾倫山成為世界上尋找淺舊冰的最佳地點之一，也是度過野外季節最艱難的地方之一。
雖然這塊冰沒有可見氣泡，它仍然含有微小的空氣袋，如此密集它們占據了冰晶體結構中的微小空間。這些壓縮空氣袋因它們提供了了解地球早期氣候的窗口.
美國國家科學基金會科爾德克斯項目鉆探三艾倫山核心從 150、159 和 206 米（分別為 492、522 和 676 英尺）的深度。在這些巖心中，研究人員希望找到足夠古老的冰，以幫助挖掘上新世氣候。這個時代大約在 260 萬年前結束。
“我們知道這個地區的冰很古老，”古氣候學家兼 COLDEX 主任埃德·布魯克 （Ed Brook） 說俄亥俄州立大學。
“最初，我們原本希望找到長達 300 萬年的冰，或者可能更古老一點，但這一發現遠遠超出了我們的預期。”
當他們對樣本進行氬同位素測年時——一種允許直接測年的方法，而不是基于樣品周圍的其他材料進行推斷測年——研究人員發現，三者中最深處的冰已有約 600 萬年的歷史，接近尾聲時中新世,大約 530 萬年前。
其他測試樣本更年輕，為研究人員提供了一系列跨越中新世末期和上新世大部分時間的快照。
接下來，研究人員進行了氧同位素分析，以測量溫度條件在他們的每個“快照”中。
他們發現，600 萬年前，南極洲比現在高出約 12 攝氏度（22 華氏度），并且冷卻到當前溫度是一個平穩、漸進的過程，而不是突然的過程。
展望未來，研究人員希望重建這些不同時間的地球大氣層內容，以確定溫室氣體存在，濃度是多少，以及該概況如何隨時間變化。
當然，他們將回到冰層中檢索更多困在冰里的數據。
“鑒于我們在艾倫山發現的極其古老的冰層，我們還設計了一項針對該地區的全面、長期的新研究，以嘗試在時間上進一步延長記錄，我們希望在 2026 年至 2031 年之間進行。”布魯克說.
該研究已發表在美國國家科學院院刊.
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