科学家们发现了可能是世界上最古老的冰芯

南极等地的冰就像一个时间胶囊:它古老的、被困住的气泡提供了几千年前地球大气的快照。科学家们一直在寻找越来越古老的冰川，以延长地球的气候记录，而一个团队可能已经找到了金子。

研究人员在横贯南极山脉(横贯南极洲东部和西部)的Ong山谷中发现了一个近10米长、充满沉积物的冰芯。他们估计这些冰有500万年的历史，可能是迄今为止发现的最古老的冰。用于测量地核年龄的方法，发表在冰冻圈7月15日¹这可能会为研究其他更古老的冰样本铺平道路。

南极计划钻探有史以来最古老的冰芯

大多数科学冰芯都是从南极洲东部的地点收集的，那里的冰比昂谷的冰沉积得更干净——从降水中一层一层地沉积。几个国际团队正在竞相从这些地下深处更有序的沉积物中提取最古老的连续冰芯，希望能得出150万年前大气条件的无缝时间线。

然而，这种新方法甚至可以确定由冰川沉积的更古老的冰样本的年代，因为它们更接近表面，所以更容易获得。这是主要作者玛丽·伯格林的观点，她是一名冰川地质学家，在大福克斯的北达科他州大学期间参与了昂谷冰川项目。Bergelin问，“我们还能在哪里找到古老的冰呢?”我们还能去哪里找到独特的矿藏呢?”

将数据冻结

深入钻探连续的冰芯需要花费数百万美元，可能需要十多年的规划和实地工作。为了寻找不需要那么多投资的老冰，Bergelin和她的同事们选择了Ong Valley，因为之前的估计²这表明，埋藏在其中一个冰川漂移下的冰——由冰川运输的岩石物质——已经有100多万年的历史了。冰川滑入翁谷后，其表面的冰开始升华，变成水蒸气。这留下了一层岩石材料的保护层，下面是保存完好的冰。

昂谷的沉积物冰可能无法提供连续岩芯所能提供的详细气候记录。但它仍有可能提供新的信息。

研究人员在2017-18年的野外季节收集了冰芯，选择了一个远离任何可能污染样本的落石区域的提取地点。基于他们对这一地区的冰是如何沉积的了解，他们建立了一个模型，研究铍、铝和氖的稀有同位素是如何随着时间的推移在冰的碎片中积累的。来自外太空的高能宇宙射线与地表或附近的岩石物质碰撞，产生了这些同位素。在将模型的预测与10米长的冰芯中测量到的同位素剖面进行比较后，他们能够估计出一些冰，在一定深度下，大约有300万年的历史。

在这个深度以下，同位素浓度比预期的要高得多，这使得研究小组得出结论，在昂谷的这一部分，两个独立的冰块堆叠在一起。他们估计，更古老、更深的那一层大约有430万年到510万年的历史。

寻找见证了南极洲西部崩塌的古冰

纽约市立大学的冰川地质学家Alia Lesnek说:“他们实际上是在给这种冰提供一些我们以前无法做到的数字，所以这非常令人兴奋。”

其他研究人员对结果表示不确定，因为Bergelin和同事没有收集到的数据，比如碳同位素水平的数据，可能会得出不同的年龄。科学家们也想知道该模型是否适用于昂谷以外的冰川。

Bergelin说，测量三种同位素应该足以得出结论，因为大多数研究只使用一种或两种，而同位素碳-14的衰变速度太快，无法确定数百万年前的冰的年代。她认为，该模型可以应用于其他具有类似的、孤立的和埋藏的冰块的南极地区。

尽管如此，科学家们对冰的年龄以及这对未来研究的意义感到兴奋。古气候学家严玉珍在2019年的报告中说，这项研究提供了“非常有力的证据，证明冰芯或冰样本可以保存300万年或400万年”^3.他在新泽西州普林斯顿大学时发现了距今270万年的南极冰芯。“这为未来的钻井作业提供了新的可能性。”

钻井深度

尽管昂谷的古冰很方便地位于地表附近，但国际研究小组要寻找作为连续岩芯一部分的旧冰，必须在南极洲冻结的深处钻几百到几千米——几乎是基岩。

目前，最古老的连续冰芯可以追溯到80万年前的气候记录中。但科学家想要一份可以追溯到大约100万年前的不间断环境记录，当时地球气候发生了重大变化，冰期周期的速度减慢了。理解为什么会发生这种突然的变化可能会暗示今天的气候变暖会带来什么。

这些研究人员花了一个冬天被困在北极冰层中，以获取关键的气候数据

一些项目已经开始钻探。其中包括俄罗斯的VOICE项目和十个欧洲国家合作的Beyond EPICA项目。包括澳大利亚和日本在内的其他国家也将在未来几年开始实施。

东京国家极地研究所的古气候学家、日本该项目的负责人Kenji Kawamura说:“我们的目标是从南极洲不同地区获得多个冰芯，以确保记录。”“因此，仅靠一个国家或一个组织是不可能的。”

位于霍巴特的澳大利亚南极分部的冰芯古气候学家、百万年冰芯项目的负责人乔尔·佩德罗(Joel Pedro)说，几乎钻到基岩将“挑战技术极限”，因此重复记录也将有助于验证恢复的数据。

与此同时，Bergelin和她的同事已经有了他们的冰，这可能会揭示一个可以追溯到250万到500万年前的时期，当时全球温度和二氧化碳水平都比今天高。他们认为，地球上的这段时间也可以为地球现在如何应对人为造成的气候变化提供教训。

Bergelin说:“我们发现这块冰是最古老的冰之一。”“现在，未来是看我们能从中得到什么。”