国际科研团队钻取500米深冰下岩芯,解码西南极冰盖存亡密钥
一支由多国科学家组成的联合考察队,已在距离人类文明前沿——新西兰斯科特基地约700公里的南极冰原上,建立起一座孤寂的远程营地。他们的目标直指冰层之下:钻取深藏于西南极冰盖基底、长达200米的沉积岩芯。这些来自古老海底的泥岩与岩石样本,如同地球气候变迁的“黑匣子”,或将揭示西南极冰盖在持续变暖的世界中的最终命运。这片巨大的冰体若完全融化,足以导致全球海平面上升4至5米,关乎亿万沿海居民的生存。
目前,西南极冰盖的一侧由罗斯冰架——这座全球最大的浮动冰体——所拱卫。它如同一个巨大的缓冲阀,减缓了内陆冰川与冰流向海洋的倾泻。然而,随着全球气候变暖,罗斯冰架正日益脆弱。关键问题悬而未决:全球气温具体升高多少,将导致冰架的消融进入不可逆转的崩溃状态,从而引发整个西南极冰盖的连锁瓦解?
核心挑战:为“2°C升温临界点”寻找地质铁证
为此,SWAIS2C(西南极冰盖对2°C升温敏感性)国际项目应运而生。该项目由新西兰、美国、德国、澳大利亚、意大利、日本、西班牙、韩国、荷兰及英国等十国共同参与,汇聚超过120名科学家,旨在从地质记录中直接寻找全球升温2°C可能触发冰盖巨变的证据。德国方面,汉诺威莱布尼茨应用地球物理研究所(LIAG)、联邦地球科学与自然资源研究所(BGR)、阿尔弗雷德·魏格纳极地与海洋研究所(AWI)以及基尔大学(CAU)的科研力量也深度介入。
目前,一支由29名科学家、钻探工程师及极地野外专家组成的先锋队已踏上冰原,展开了项目第三季的攻坚。他们计划在罗斯冰架的“锚定点”——克拉里冰隆下方钻孔至基岩,获取珍贵的沉积柱状样本。来自LIAG的地质科学家阿恩·乌尔费斯博士作为本季唯一亲赴现场的德国研究员,将负责在钻孔内进行一系列原位测量,这将是项目获得的首批关键数据。
“岩芯分析与原位测量,能为我们提供高分辨率的地质沉积图谱及其形成时的环境条件信息,”乌尔费斯博士解释道,“简而言之,我们是一个跨学科团队,正在研读地球过往的档案,以更清晰地预判未来——特别是对于生活在低洼海岸线的约6.8亿人来说,他们的未来前景与我们的发现息息相关。”
穿越时空:从2300万年前的温暖期找寻答案
预计此次获取的岩芯将包含可追溯至约2300万年前的沉积层,涵盖了地球历史上多个比现今更为温暖的时期。BGR的地质学家安德烈亚斯·劳弗博士指出:“我们将分析这些样本,收集关于罗斯冰架在过去暖期如何响应的环境数据。这些古老记录将帮助我们构建更清晰的图景:温度如何触发西南极冰盖的后退和海平面上升。”
基尔大学的微体古生物学家丹妮丝·库尔哈内克教授进一步阐述:“这将使我们有能力识别未来的气候‘临界点’,即一旦超过某个界限,冰盖的消退将势不可挡。”科学家们将在沉积物中仔细搜寻微小的海洋藻类化石。这些生物依赖阳光生存,它们的出现即标志着当时存在开阔海洋环境,暗示着罗斯冰架曾大规模后退。
AWI的沉积学家约翰·P·克莱格斯博士强调了该项目的深远意义:“我们的核心目标之一是理解西南极冰盖在過去高二氧化碳浓度的暖期如何行为。SWAIS2C项目与我们计划于2027年初开展的‘EvoWAIS’极地船探险直接关联,届时我们将进一步深入调查冰盖早期崩溃的证据。”
极限任务:技术、勇气与耐力的考验
此前,从未有人能在如此远离基地、如此接近西南极冰盖核心的区域成功获取如此深度的沉积岩芯。SWAIS2C项目在前两个南极夏季的钻探尝试均因定制钻探系统出现技术故障而受阻。此次选址克拉里冰隆意义重大:此处是海底隆起与冰架底部相接的“系缆桩”,对稳定冰架、阻止其向内陆滑动起到关键作用。研究人员将通过分析其下沉积物,来解读这座“天然刹车”在近1100年间的固着与松动历史。
“这种锚定点在稳定冰架上扮演着关键角色。通过研究其下的地质状况,我们能更好地预测它在未来变暖气候下的行为。当冰架更容易向内陆退缩时,这一点尤为重要,”美国宾夕法尼亚大学的SWAIS2C联合首席科学家莫莉·帕特森教授说。
2024年,全球地表平均温度已首次突破《巴黎协定》设定的1.5°C升温警戒线。项目联合首席科学家、来自新西兰维多利亚大学及瑞士苏黎世联邦理工学院的休·霍根警告道:“除非我们控制全球排放,否则在未来5到10年内,我们将永久性跨越这一变暖门槛。我们正在寻找的关于西南极冰盖何时及会损失多少的信息,对于帮助世界、尤其是那6.8亿沿海居民更好地适应和准备应对海平面上升至关重要。”
冰原远征:八周帐篷生活的极致体验
在远离人类据点如此遥远的冰原深处开展钻探,是一项浩大工程。不仅需要庞大的钻探设备,还需搭建一个能够自持的完整营地。11月8日,新西兰南极钻探团队的六名成员驾驶着由极地专用车辆牵引的车队,从斯科特基地出发,开始了长达1100公里的冰架跋涉。车队载满了燃料、科研设备、钻探器械以及维持营地运转的所有物资。他们必须依靠探地雷达探测并规避危险的冰裂隙。
历经13天抵达克拉里冰隆后,团队在冰面上开辟出一条临时“雪道跑道”,使小型滑雪飞机得以降落,将后续的钻探人员和科学家运抵现场(直线距离700公里)。接下来,全体成员将在冰天雪地的帐篷中生活大约八周,实行全天候轮班工作,争分夺秒地利用在这个极端偏远地点有限的作业窗口,向冰层深处的历史与未来之谜发起挑战。

