本周早些时候,一支由地质学家和气候科学家组成的国际团队将他们的船停靠在南极洲西部海岸附近,并开始钻探。他们的任务是:找出数百万年前这里的冰川为何融化,以及这能告诉我们今天正在发生什么。
在接下来的几个月里,他们的船——国际海洋发现计划的“决议号”(JOIDES Resolution)——将至少钻探五个岩芯样本,深入罗斯海数千英尺。这些岩芯将让科学家能够像翻阅书页一样解读岩石记录中的层层信息,揭示长达数千万年的气候和冰情状况。
Amelia Shevenell是该项目的总策划。这位南佛罗里达大学的古气候学专家多年来一直在致力于提出并规划这次探险。
Shevenell说:“这次探险非常令人兴奋,尤其对我而言,因为我已经为此工作了10年。”
在这段时间里,科学家们越来越确信,来自北部更温暖海域的海水正涌向南极洲海岸,并渗透到冰盖之下,从下方融化它们。这导致沿海冰川(如南极洲西部地区的松岛冰川)不可逆转地退缩,每年损失数百英尺。而这些冰川就像一个塞子,阻碍着内陆冰川。一旦它们融化,整个南极洲西部冰盖都有坍塌的危险。
IODP钻探探险旨在更好地了解过去是什么导致了这些冰盖的融化。那时温暖的海水也是原因吗?如果科学家们能更多地了解这些古代气候,他们或许就能更好地理解未来。
从现在到三月初,Shevenell和她的同事们每天将轮班工作12小时。钻探人员会将从深海取出的岩芯交给科学家,在船上的实验室进行检查。
Shevenell说,当岩芯送来时,她会寻找变化的岩石大小。鹅卵石和砾石被沉积在冰川的接地线附近——也就是冰川与海洋相遇的点。所以,当科学家们看到这些小岩石层时,他们就知道在历史上的那个时期,冰川曾到达过他们的钻探地点。
灰色的粘土层表明这些沉积物形成于一个巨大的浮冰架之下。而当Shevenell通过显微镜看到微小的海洋生物时,她就知道在那一时期,该区域是开阔的海洋——没有冰。这些微小的海洋动物还可以揭示环境的细节,例如温度。
她说:“我们可以综合所有这些数据,试图了解海洋温度温暖的时期,以及海洋不太温暖的时期。”
她甚至会寻找花粉,因为在冰盖形成之前,南极洲是一片覆盖着树蕨的大雨林。冰盖在5000万到3400万年前覆盖了这片大陆。科学家们仍在争论这为何发生。
大约在3400万年前,塔斯马尼亚和南美洲与南极洲分离,使这片大陆变得孤立。这开启了所谓的南极绕极流——一股巨大的冷水流,将这片大陆与更热带的热量隔离开来。
但同期,大气二氧化碳水平也在发生变化,这让一些人相信温室气体是南极洲冰冷转变的主要原因。
Shevenell认为这两种变化都起到了作用,但她希望为科学辩论提供更多证据。
然而,最令人着迷的时期——对我们今天最重要的是那个时期——是科学家们希望在岩石记录中探索的700万到1400万年前。这是一个地质学家称之为中新世的时期。当时的地球温度和大气二氧化碳水平与我们今天所经历的相似,但南极洲却经历了重大的变化。
Shevenell说:“那时南极洲的冰川显著退缩,导致海平面上升。”科学家们并不完全理解是什么导致了这些变化。但Shevenell有一个猜测。
她说:“我有一种预感,这种冰川的变化性将与海洋的变化有关。”
IODP团队应该会在今年晚些时候有更好的了解。一旦收集工作结束,团队会将岩芯带回陆地进行更深入的研究。
这次旅行并不能提供所有答案,但Shevenell说,这是未来几年将在南极洲大陆周围进行的几次钻探探险之一。通过将古代海洋温度和冰川位置随时间的快照结合起来,科学家们可以更好地绘制出这片大陆冰川历史的地图——并更全面地了解其冰川为何退缩和扩张。
她说:“我们将开始更多地了解南极冰盖以及它们如何应对大气和海洋的变化。”














