寻找见证南极洲历史的古代冰层

研究人员正在卸载设备，并开始疏通大力神圆顶冰跑道。资料来源:KnutChristianson

冰川学家已经看到南极洲西部失控融化的迹象。资料来源:马里奥塔马/盖蒂

本月，南极科学家计划启动雪上汽车，并开始雷达探测一个叫做“大力神圆顶”的厚冰脊，该冰脊旨在指导美国下一个深冰芯的钻探。这个圆顶位于南极洲的东部和西部之间，距离南极400公里，可能为南极洲巨大冰盖的未来提供重要线索。

温度的变化被认为是南极洲西部冰崩的原因。冰川学家希望重新获得13万至11.6万年前的详细气候记录，那时南极洲的温度比现在高1℃。

随着气候变化的加剧，更好地了解当时的情况可以帮助科学家预测南极洲西部的一些行为。近年来，该地区冰川流入海洋的速度加快了。许多科学家担心气温上升导致冰川融化失控。南极洲西部的冰含有足够的水，可以使海平面上升3米以上。

如果南极洲西部的冰帽坍塌，赫拉克勒斯圆顶将基本上被海水淹没美国华盛顿大学的冰川学家埃里克·斯蒂格说。他希望科学家们能看到该地区穹顶坍塌的一些迹象。

美国国家科学基金会(NSF)提供了近630，000美元来支持斯泰格和他的同事对“大力神圆顶”的深度和结构进行雷达调查。相关工作于今年1月开始。这个耗资150万美元的钻探项目最早可能在2022年启动，目前仍在等待该机构的批准。

美国国家科学基金会顾问、达特茅斯学院冰川学家、美国冰钻探项目负责人玛丽·艾伯特说:“当南极洲西部的冰帽坍塌时，大力神的结构可能成为大气和海洋活动的见证。”

去年，恶劣的天气和意想不到的崎岖地形使得国家科学基金会的大力神运输机很难在大力神圆顶上着陆，这限制了科学家进行雷达探测。然而，负责雷达探测的冰川学家克努特·克里斯汀森说，华盛顿大学的研究小组已经成功地发现了两个可能的冰层深度为1.6-2.8公里的钻探地点。

今年，克里斯蒂安森和他的同事计划在新建的冰跑道的帮助下，在大约30天内收集数据。克里斯汀森的团队正在寻找一直冻结到南极基岩的冰，这增加了研究人员从地球在冰河时期积累的最古老的冰雪层中回收气泡的可能性。

据报道，这些气泡可以揭示十年来大气中温室气体、微量气体和气溶胶的含量是如何变化的，从而帮助研究人员重建过去的气候。“大力神圆顶”古冰的数据可能有助于揭示13万年至11.5万年前，在冰河时代短暂的间歇期，西南极冰盖是否完好无损。

有证据表明，当时的海平面比现在高9米。史泰格说，如果不是南极洲西部冰的消失，很难解释这一现象。然而，冰盖崩溃的确凿证据一直难以获得。

冰川学家在2011年完成了在南极洲西部的钻探，希望能捕捉到冰芯中那个古老的温暖时期。然而，他们提取的冰芯只能追溯到68，000年前，可能是因为旧冰已经融化了。该模型显示，有15万年历史的赫拉克勒斯穹顶最深处的冰层几乎没有融化，甚至根本没有融化。

"赫拉克勒斯穹顶的底部可能有200万年的冰."史泰格说他不会感到惊讶，但是不清楚科学家能从这种古老且经常被压缩的冰中提取多少信息。

美国斯克里普斯海洋学研究所的古气候学家杰弗里·塞韦林豪斯说，“大力神圆顶”最大的问题之一是13万年前气候变暖时天气如何变化。气候模型显示，南极洲西部冰原的崩塌改变了整个地区的空气循环，为赫拉克勒斯穹顶创造了更糟糕的条件。

塞韦林豪斯的研究表明，沉积在冰中的氪同位素和其他微量气体的含量会随着大气压力的变化而变化。这表明科学家应该能够从赫拉克勒斯穹顶上看到风暴的证据。

塞韦林豪斯说，在那里钻探可能会提供一个前所未有的机会来确定在历史的关键时刻南极洲发生了什么。“这是一个很好的模拟。”他补充道，“因为人们正朝着这个方向前进。”