一項(xiàng)覆蓋全歐洲的聯(lián)合研究成功獲取了迄今時(shí)間跨度最長(zhǎng)的地球氣候與大氣連續(xù)記錄，時(shí)間可追溯至120萬(wàn)年前。這批數(shù)據(jù)提取自南極鉆探的一根2.8千米長(zhǎng)冰芯，清晰揭示了在多次氣候變遷周期中，大氣二氧化碳濃度如何與全球氣溫變化同步波動(dòng)。
由歐洲10個(gè)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室組成的“超越EPICA”合作項(xiàng)目，近日在奧地利維也納舉行的歐洲地球科學(xué)聯(lián)盟大會(huì)上公布了該研究成果。
南極冰芯封存著遠(yuǎn)古空氣的微小氣泡。圖片來(lái)源：British Antarctic Survey
美國(guó)俄勒岡州立大學(xué)的Edward Brook表示，研究人員仍有待從冰層中挖掘更多信息，但“目前取得的成果已相當(dāng)驚人”。“我們現(xiàn)在可以逐一對(duì)比各個(gè)氣候周期，看清它們?cè)诙趸紳舛壬系牟町�。這在以前完全無(wú)從知曉。”
這根冰芯覆蓋了一段關(guān)鍵地質(zhì)時(shí)期，其間地球冰期發(fā)生頻率莫名降低，但強(qiáng)度顯著加劇。
約100萬(wàn)年前的更新世中期之前，地球冰期每4萬(wàn)年輪回一次，主要由地球公轉(zhuǎn)軌道與自轉(zhuǎn)軸的周期性擺動(dòng)所驅(qū)動(dòng)。但在中更新世氣候轉(zhuǎn)型期，冰期周期突然轉(zhuǎn)變?yōu)槊?0萬(wàn)年一次；同時(shí)自然氣候周期的劇烈程度大幅增強(qiáng)，冰期持續(xù)更久、氣溫更低，冰蓋規(guī)模也更為龐大。
這背后的確切成因至今仍是未解之謎。有一種假說(shuō)認(rèn)為，某種未知因素導(dǎo)致大氣二氧化碳濃度驟降，進(jìn)而誘發(fā)更漫長(zhǎng)、更嚴(yán)寒的冰期。
“超越EPICA”項(xiàng)目協(xié)調(diào)人、意大利威尼斯大學(xué)的Carlo Barbante表示：“學(xué)界普遍認(rèn)為，轉(zhuǎn)型發(fā)生前溫室氣體的影響遠(yuǎn)小于轉(zhuǎn)型之后，但究竟是什么引發(fā)了這一轉(zhuǎn)變，目前尚無(wú)定論。這正是我們需要一份同時(shí)包含氣體濃度與溫度信息古氣候記錄的原因。”
科研人員指出，冰芯的獨(dú)特價(jià)值正在于此。它既能保存氧同位素相對(duì)含量（可作為全球氣溫的替代指標(biāo)），又能記錄二氧化碳、沙塵等氣候強(qiáng)迫因子的變化。
氣候科學(xué)家希望，通過(guò)深化古氣候認(rèn)知，能夠優(yōu)化氣候模型，提升未來(lái)氣候預(yù)測(cè)的精準(zhǔn)度。
“超越EPICA”項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在2025年初結(jié)束的南極夏季期間，于南極小穹頂C站點(diǎn)完成全部鉆探作業(yè)。目前還有多個(gè)科研團(tuán)隊(duì)正在開(kāi)展同類(lèi)冰芯研究。
Brook評(píng)價(jià)道，跨越中更新世轉(zhuǎn)型期獲取連續(xù)古氣候記錄，是科學(xué)界20多年來(lái)面對(duì)的重大挑戰(zhàn)。“這個(gè)團(tuán)隊(duì)率先攻克這一難題，成就令人矚目。”