姚檀栋：一片“冰芯”在高原

瑞典人类学和地理学会(SSAG)于2016年12月26日宣布，2017年织女星奖将授予中国科学院青藏高原研究所姚坦东教授，以表彰他对青藏高原冰川和环境研究的贡献。

青藏高原的姚丹东教授

姚丹东教授和他的研究团队通过冰芯记录、冰川变化现场观测、卫星遥感数据分析、模型模拟等多种方法的综合研究，发现了一些新的认识。现在是2000年来最热的时期，全球变暖与印度季风和西风的相互作用是青藏高原冰川退缩和区域差异的重要原因。

织女星奖-诺贝尔地理奖

瑞典人类学和地理学会(SSAG)成立于1877年。1881年，著名地理学家、北冰洋航海先驱阿道夫·埃里克·诺德斯特尔德在1878年至1880年间首次带领“织女星”号穿越大西洋和东北太平洋，完成了它在欧亚大陆的历史性航行后，设立了织女星奖。在全球海洋杰出地球科学家选举之后，每三年一次的维加奖授予瑞典国王。它被称为“诺贝尔地理奖”。

这是135年来亚洲科学家首次获得织女星奖。

冰芯:揭开全球变化之谜的“新钥匙”

人类用文字来记录历史，而地球将历史写入自然——树木年轮、黄土沉积、岩石圈...其中，冰芯是地球历史上最重要和最客观的作者之一。早在人类出现之前，他们就将地球环境变化的信息封存在他们透明的心中。

南极地区和北极地区是冰芯研究最早的地区，在气候变化研究中发挥着主导作用。然而，仅仅依靠北极和南极的冰芯来解释全球气候和环境变化是不够的。只有对过去不同纬度和地区的气候和环境变化进行详细研究，才能揭示过去全球变化的总体面貌。

青藏高原冰芯的研究虽然起步较晚，始于20世纪80年代中期，但在短短的几十年里取得了长足的进步，引起了国内外地质学家的极大反响。到目前为止，已从祁连山的敦德冰帽、西昆仑山的顾莉雅冰帽、石沙邦格玛峰抗热冰川、唐古拉山的冬克马迪人冰川、穆斯塔格冰川和普罗古格里冰原钻取了许多深孔和浅孔冰芯。通过对冰芯的分析和研究，取得了一些重要成果。

通过研究青藏高原冰芯各种代用指标与气候环境变化的关系，重建和分析了10万年来不同时间尺度的高分辨率气候环境记录。研究发现，在全球变化的影响下，青藏高原比其他地区更加敏感，气温变化更大，区域差异更大。

无字环境密码档案

冰芯，顾名思义，是从冰川内部钻出的核心。冰芯由于温度低而形成，雪不会融化，每年积累的雪形成一层层的沉积物，年复一年，从底部向上逐渐形成一层层的冰，越是新时代越多。冬天，气温低，雪粒细密。夏天，气温很高，雪粒又粗又松。因此，冬季和夏季积雪形成的冰层之间存在明显的分层结构差异，就像一年生树木年轮一样。

与历史记录、树木年轮、湖泊沉积、珊瑚沉积、黄土、深海岩芯、孢粉、古土壤和沉积岩等能够提取过去气候和环境变化信息的介质相比，冰芯具有保真度强(低温环境)、信息量大、分辨率高、时间尺度长的特点，可以称之为“无文字环境密码档案”。

冰芯研究使用从冰川(包括冰帽和冰帽以及其他类型的冰川)钻取的冰样本来打破冰芯的环境编码，检测过去的气候和环境变化，监测现代气候和环境变化，并预测未来的气候和环境变化。

田立德(照片)

冰芯中的环境规范

冰核不仅记录了过去气候环境中的自然变化信息，还记录了过去人类活动对气候环境的影响，在过去的全球变化研究中发挥着重要作用。

具体来说，冰芯中氢氧同位素的比例是衡量温度的一个指标。冰芯的净积累是降水的一个指标。冰核气泡中的气体成分和含量可以揭示大气成分的演化历史。宇宙起源的同位素可以提供宇宙射线强度、太阳活动和地磁场强度变化的证据。冰芯中颗粒含量和化学成分的变化可以提供大气气溶胶、沙漠演变、植被演替、生物活动、大气环流强度、火山活动等信息。在不同时期。冰芯还记录了人类活动对气候和环境的影响以及各种信息等。

不仅如此，通过对冰核的研究，科学家可以对不同时期的生物地球化学循环、火山活动、宇宙事件、超新星爆炸、生物活动和植被演化进行更精确和具体的研究。这些重要成果不仅极大地丰富了气候与环境变化的研究内容，而且还创新了人类关于地球系统演化及其重要机制的一些观点。

冰川研究离不开野外工作。高原反应使人感到心慌、气短和头痛欲裂。实地调查导致四肢无力和脚上起水泡。在郊区露营充满了老鼠、鸟、昆虫、蚂蚁和砾石。特别是在海拔6000多米的青藏高原冰川上，热水不能煮，米饭不能蒸透，鸡蛋不能煮好，最低温度低于零下40摄氏度，氧气只有海平面的40%左右...

田立德(照片)

即使是一点简单的想法，也会有你无法承受的沉重的头痛和巨大的压力。寒风刺骨，世界冰冷。每一步似乎都耗尽了一个人的全部力量。每一秒似乎都不可持续。然而，每时每刻都不会松懈。如果一个人滑倒，他可能会从陡峭的冰崖上摔下来。如果一个人摇摇晃晃，他可能会掉进几十米深的冰隙里。

史亚峰院士曾说，冰川事业是一项英勇无畏的事业。在青藏高原高海拔地区开展野外科学研究不仅是攀登科学高峰，也是对一个人的体力、智慧、勇气和决心的全面考验，是对人类生命极限的挑战。

作为中国冰芯研究的主要先驱之一，姚坦东教授和他的研究团队已经揭示了青藏高原冰川退缩和区域差异的重要原因。未来，他们将继续研究这座冰川，坚定地前进。