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云南大学冰川科考队达成冰芯钻取目标

2023-08-23  


8月22日,China Daily(《中国日报》英文版)整版报道了云南大学冰川科考队前往普若岗日冰川钻取冰芯的过程,详见:https://www.chinadaily.com.cn/a/202308/22/WS64e3eadaa31035260b81d69b.html


2023年6月,云南大学冰川科考队出征西藏自治区那曲地区普若岗日冰川

2023年7月初,云南大学冰川科考队带着整整8个冰柜的冰样平安返回昆明,这些珍贵的冰芯样品“记录”了地球气候与环境的演化历史,也是预测未来气候环境变化的“魔镜”。

此次冰川科考队的目标是前往青藏高原可可西里地区普若岗日冰川采集冰芯。普若岗日冰川位于羌塘高原的核心区,是西藏最大的冰川,也是中国唯一的冰原。巨大的冰体内,蕴藏着更长时间尺度的地球气候演化史。对于云南大学国际河流研究院田立德研究员及其冰芯研究团队来说,这里是待挖掘的天然宝藏,是自然界馈赠的天然实验室。

4月底出发,到7月初结束,在两个多月的时间里,云南大学冰川科考队踏上了一段非凡的旅程,经历了常人难以想象的困难与挑战,队员们在空气稀薄、气候恶劣、人迹罕至的冰川上,尝试解开地球上第三大冰川普若岗日的冰芯奥秘。

田立德老师说:“冰川就像智慧的长者,他们脸上长着胡须,因为它们见证了地球的历史变化以及日月星辰的运转。”

2000年,中国科学家与美国科学家曾经联合在普若岗日冰川进行过冰芯钻取工作,多年过去,现在的冰芯分析与测试技术不断取得新的突破,这也是此次开展普若岗日冰芯钻取的动机。

2021年,科考队在西藏羌塘无人区完成任务后休息

2023年6月,科考队前往普若岗日冰川冰芯钻探点运输设备

据田立德老师介绍,在青藏高原开展冰芯钻取工作每年只有两个时间窗口,一个是春季天气开始转暖之前,一个是秋季天气开始变冷后。但这次春季的冰川考察,科考队遇到了巨大的挑战。

“我们没有预料到今年春季冰川地区的天气如此恶劣。往年这个时候,冰川地区的降水一般都很少,但今年,我们遇到了连续的狂风暴雪,科考队每前进一步都十分困难。从双湖县城到冰川营地短短80公里的路程,我们花了10天的时间,才穿过厚厚的积雪到达既定地点。从冰川末端的营地到冰川顶部打钻点,原本计划需要2天时间把打钻设备运上去,但实际上我们花了2个星期。”田立德老师说。

接连3场大雪,把科考队阻挡在攀爬冰川的路上。冰川上的积雪厚达膝盖,寸步难行,队员们甚至开始怀疑此次出行是否可以把设备运到7公里之外的冰芯打钻点。面对恶劣的天气,科考队决定在中途建立一个临时营地,以分阶段接力的方式进行运输。在全体队员的不懈努力下,最终按照原定目标,在普若岗日冰川顶部大平台上搭起了帐篷,竖立起了冰芯钻架。这时,距科考队从昆明出发已经过去了整整一个月。

把冰芯钻运到冰川上只是第一步,后续工作还面临着诸多未知的困难。冰芯钻取要求非常细致,任何环节都不能出现差错,微小的差错都可能导致前功尽弃、无功而返。

虽然队员们在出发前就对钻取设备进行了认真检查和调试,但在开始钻取的第一个晚上,就遇到了设备反扭矩弹簧无法进入冰孔的问题,打钻被迫终止。在后续的钻取过程中,还先后遇到了钻机不工作、冰柜制冷故障等问题。所幸在后方技术支持人员朱国才、张永亮工程师的遥控帮助下,这些问题都得到了解决。

在冰芯运输过程中,队员们也遇到了不少困难和挑战。最遗憾的一次发生在把从211米深度钻取的冰芯向山下运输的途中。当时,由于天气原因,冰川末端开始融化,运输冰芯的雪橇碰到了裸露的冰川冰,导致雪橇失控,运载的十几根冰芯受损,无法用于科研。

2021年11月,科考队在西藏羌塘钻取出冰芯

山上冰芯打钻营地

冰芯钻取需要在低温环境下进行,因此打钻工作都是在晚上进行,负责打钻的队员们只能白天轮流休息。但是,在白天,队员们也不能好好休息,因为营地位于冰川顶部,没有任何阴影和遮挡,在太阳的照射下,小小的帐篷里温度急剧升高,队员们无法长时间待在帐篷中,只能暴露在帐篷外。

向山下运输冰芯

冰川上的工作非常艰苦,队员们每天上午要从冰川下面向钻取点运输汽油与其他补给用品,下午又要把钻取得到的冰芯运到冰川下的冰柜中。每天下午,冰川上都有暴风雪,这让运输工作极为艰难,甚至从当地招来的2名藏族队员都无法忍受,中途退出。面对及其恶劣的工作条件,田立德老师带领科考队员们选择了坚持,在冰川上整整工作了一个月,田立德老师则整整瘦了10公斤。

艰苦的努力取得了丰硕的回报,科考队此行共钻取了总计530米长的冰芯。这些冰芯现已运回昆明,保存在云南大学的冰芯库中。随后,研究人员将在实验室对部分冰芯进行分样、测试等一系列工作,田立德老师团队也将与国内外多家研究机构开展合作研究,同时,另一部分冰芯样品将长期保存,用于未来的科学研究。田立德老师表示,相关研究的技术手段在不断提高,这部分长期保存的冰芯,也是给今后科研人员的一笔宝贵“遗产”,期待在以后更先进的技术手段支持下,对冰芯的研究能取得更深入的成果。

田立德老师介绍说,以前团队都是和国外机构联合开展冰芯研究,但这次考察工作证明我们云南大学有足够的能力独立开展冰芯钻取工作,这也为团队今后的工作积累了大量宝贵经验。

在田立德老师心目中,层层叠叠的冰川冰就像一本厚厚的日记,记录着冰川内部的地球气候历史。他说:“我们国家冰川资源丰富,然而随着全球气候变暖,冰川正在加速融化退缩,面积与体积都在减少,这种不可逆转的趋势,有可能让保存在冰川内部的记录随着冰川的融化而消失。冰川无言,流水有声,通过冰芯钻探,我们努力拯救的不仅仅是‘冰川的故事’,更是倾听大自然的声音,聆听大自然传达的讯息。”

“冰芯作为气候历史的宝贵记录,其作用非常重要。许多科学家正在夜以继日地工作,争取在这些珍贵的冰川‘档案’融化之前保存它们。”冰芯是通过机械钻机从冰川顶部钻取底部的冰柱,每一次钻取一般可获得一根直径10厘米、长80厘米的冰柱。通过研究冰柱里的同位素,也就是田立德老师所说的“地球的历史书”,可以为科学家提供了过去冰期和间冰期的地球温度波动的信息,同时还可了解历史上的厄尔尼诺和拉尼娜气候事件。此外,根据研究数据显示,自工业革命以来,喜马拉雅山冰川冰芯中的重金属含量就呈现显著增加的趋势。

田立德(左)、温旭(右)展示钻取到的第一段冰芯

今年钻出的冰芯

这次普若岗日冰川科学考察,也是与“冰川记忆”项目合作的成果。“冰川记忆”是中国的一项气候公益项目,由非营利组织“极地未来”(Polar Hub)发起,该组织专注于以气候变化主题的科学探索、公民科学和公共教育。

由于气候变暖,冰川在以惊人的速度融化。“极地未来”的创始人温旭回忆道,在一次对唐古拉山冰川的科考探险中,他遇到了许多由冰川融化形成的冰湖,这一经历使他意识到气候变化对冰川影响是多么紧迫。因此,温旭决定采取行动,传播对气候变化的科学知识,并鼓励大众积极应对带来的相关挑战。2017年5月,温旭与国内知名科学家、探险家共同发起成立“极地未来”。

温旭表示,“冰川记忆”项目旨在冰川消失之前保护冰川“档案”,从而促进气候变化研究并保护地球宝贵的气候遗产,以研究地球的历史。项目的长期目标,就是对中低纬度地区的冰芯,特别是对海拔6000米以上的青藏高原冰川进行抢救钻探。

除了此次在普若岗日冰川的钻取工作,今年“冰川记忆”项目也将在新疆帕米尔高原的慕士塔格峰展开可持续的冰芯抢救行动。同时项目还推出了一个名为“看冰川”的科学小程序,目的是让更多的普通人参与到冰川保护工作中来。

据悉,在未来十年,“冰川记忆”项目将继续从极地和青藏高原钻取和保护100根具有代表性的深冰芯,为在中国科学界建立最全面的冰芯库和全球中低纬度冰川冰芯博物馆作出贡献。


来源: China Daily

编辑:李哲

审核:宁莉



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