有时,为了预测将来会发生什么,您需要熟悉以前的情况。预测我们的星球如何应对人类带来的气候变化是一项艰巨的工作 - 但非常重要。研究人员采用的一种方法是通过从巨大的冰川中提取古老的冰来研究过去的气候。
为了大问题,iflscience的播客,我们与利兹·托马斯(Liz Thomas)博士在英国南极调查中,关于如何回顾地球的气候历史可以帮助我们预测会发生什么。
为什么钻出冰芯很重要?
上尉:冰芯是地球气候如何变化的惊人档案,我们可以使用它们 通过钻入冰盖。它们实际上是一个时间胶囊,因为您可以提取 这些信息,它告诉您气候如何变化,是否正在考虑 温度变化或环境变化 火山。只要看就可以做大量科学 我们的冰盖少量冰。
我们可以通过这些冰芯到达的最古老的冰?
上尉:迄今为止,我们有史以来最古老的冰芯又回到了80万以上 年。有一个很长的核心,被钻出称为圆顶C作为欧洲的一部分 合作和其他各种国际合作伙伴也一直在钻探深层冰 内核。
从理论上讲,我们知道南极洲的冰已经有80万年了。在某些地方,我们知道它返回了两个, 一百万年。目前,我们有一个大型国际项目,旨在尝试并做 到底是 - 尝试超越我们最长的冰,超过一百万年。
您如何存放冰,如何准备学习?
上尉:需要冷冻冰,这可能是有问题的。我们需要拥有大型存储设施和冰柜,理想情况下,将它们保持在约-25°C的低于-25°C以下。我们有一些储物冷冻机,目前我们正在努力制作冰,但是由于我们已经收集了将近40年的样本档案,因此实际上我们必须使用异地的冰柜设施。我们与食品行业合作,并将冰与鱼手指一起存放,并在场外存储设施中冻结豌豆。
关于过去,我们可以从这些冰芯中学到什么?
上尉:最著名的例子之一是温度的变化。我们的长冰核心记录向我们展示了地球如何经历了非常自然的气候周期。目前,我们正处于这个相对温暖的时期的全新世,然后100,000年前我们处于冰河时代。这些周期称为冰川周期,它们很自然。我们知道的原因是看一种称为稳定的水同位素的东西。
在水中,您可以具有重型形式或光形式的氧分子,而在冰芯水中重的重与光的比率可以告诉您一些有关温度变化的信息。这是一个非常简单的解释,但从本质上讲,这可以向我们展示地球温度如何随着时间而变化。
您还可以在冰芯中看到气泡。他们可以帮助我们了解过去的气氛吗?
上尉: 是的。当雪被压在冰盖上时,积雪变得更加紧凑,空气以气泡的形式被困。当我们打开真空中的那些气泡并提取气体时,它可以为您提供有关降雪时空气确切成分的信息,尤其是对于二氧化碳和甲烷等温室气体。
绝大多数冰芯都是近年来的。您可以回到多远?
上尉:任何您想要的时间尺度。您只需钻一米的冰,核心会告诉您去年发生的事情。我们在档案中拥有的大多数冰层都比我刚才提到的80万年年轻得多,但是您的钻探也取决于研究问题是什么。我们都不想去钻一百万年。
我们真正感兴趣的一些科学是找出过去100年的气候和南极冰盖如何变化。对于地球上的大多数地方,我们进行了很长的天气观察,甚至可以追溯到数百年,甚至数千年。人们直到1800年代才开始探索南极洲,就强大的乐器观察而言,直到1950年代后期,他们通常才开始。
我们对基本问题的理解:“气候如何改变?”仍然未知。这就是为什么我们所做的许多研究都在研究最近的时期,并将其置于更长的情况下。我们知道有证据表明,在过去的50年中,南极洲的地方一直在变暖,但是我们想知道的以及我们能回答的冰芯是不寻常的。
它是人为的吗?是人类介导的气候变化还是自然变异性?这就是这些较短时间段的冰芯确实是有价值的。
是否是从南极洲许多不同地方收集的冰芯?
上尉: 是的。我们拥有来自整个大陆的各种冰芯,各种不同的国际团体都共同努力以实现这一目标。南极洲很大;当您在地图上查看它时,它非常具有欺骗性。我们与不同的人一起从事不同的钻探项目,以尽可能地进入整个非洲大陆,但是我们仍然只是在刮擦地面,因为我们从如此庞大的大陆上获得的记录相对较少。
800,000年的冰核有多深?
上尉:它接近三公里,这是一大批冰,可能需要多年的时间来计划演习。但是,钻探时,您会在多个季节进行钻探。不幸的是,南极洲并不是一个非常好客的工作场所,因此在夏季,我们只有一个相对较小的时间窗口,当时我们可以在那里进行钻探。通常,对于那些非常深入的钻探项目,这可能意味着年复一年地回到三到四年的时间里,实际上可以真正达到底部。
在某些地方,我们可以钻1,000米,而且在几年的任何地方都不会覆盖,因为这取决于每年的降雪。您可以钻一个1000米的核心,它可能只能为您提供1000年的数据。这取决于您的科学以及您想要寻找的内容。
您正在查看南极洲最近发生的变化,无论是最近还是不那么焦点。在不断发展的气候危机中,所有这些数据点如何用于模拟未来可能发生的事情?
上尉:这是真正重要的。我对气候以及在长时间的变化中有兴趣,但是我也确实想使用这些信息来帮助我们更好地了解气候如何变化,理想情况下,进行一些更改,可以使我们减轻这种情况。
冰芯可以做的是向我们展示地球如何改变以及过去如何改变。我们了解气候的大量资金,但实际上是一个非常大,复杂的难题,我们尝试和做的是尝试填补那些额外的拼图,因为过去,温度可能更高或更冷,或者海冰可能更大或更小。
这是我们可以从ICE内核中获取的信息,并将其投入到气候模型中(用于预测接下来会发生的事情),以了解地球在正常自然周期中的行为。如果它具有基线,那么它可以在及时开始进一步运行预测。如果该基线数据是错误的或缺失的,那么我们不知道模型是什么是准确还是可靠的。
这就是我们提供的,几乎像校准一样,对于地球在正常情况下的行为应如何。然后,气候模型可以告诉我们将来它可能会与人类的所有非天然输入发生反应。
这次采访是Iflscience的一部分大问题并已被编辑以进行长度和清晰度。订阅向我们的新闻通讯,因此您不会错过每周最大的故事。