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1簡介

冰芯
顧名思義,「冰芯」就是大塊冰內部的較深處,很稀有。
「冰芯」是大塊冰的內部。國家海洋局當地時間1月21日上午,中國深冰芯鑽機在中國南極崑崙站安裝完成後進行了第一鑽的試鑽探,成功鑽取了一支長達3.83米的冰芯。這也意味著中國深冰芯科學鑽探工程取得了關鍵性突破。
據第29次南極考察隊副領隊、崑崙站隊隊長孫波說:「中國在崑崙站成功鑽取深冰芯是一個標誌性成果,標誌著我們實現了深冰芯鑽探工程零的突破,也為加強冰蓋科學研究提供了重要機遇。」

2過程介紹

考察隊

  考察隊

當天上午10時(北京時間13時),中國深冰芯鑽機第一鑽試鑽探正式啟動。隨著深冰芯鑽塔架緩緩豎起,司鑽隊員熟練地操作著控制器,將深冰芯鑽機送入深冰芯鑽探先導孔。
然而,第一鑽沒有想象中那麼順利。由於反扭裝置的鬆緊度需要反覆調整才能達到最佳狀態,隊員們進行了幾次調試,但鑽機仍沒有達到理想狀態。隨後隊員又不斷完善孔底參數,反覆微調,鑽機最終達到了理想鑽進狀態。
11時30分,根據深冰芯鑽機系統的控制器顯示,鑽機第一回次的鑽進深度已經達到單次鑽進極限深度,完全符合深冰芯鑽機設計的最大取芯要求。隨著深冰芯鑽探項目現場負責人史貴濤的一聲令下,司鑽隊員果斷提鑽,鑽機被徐徐提起,鑽塔被慢慢放平,隊員小心翼翼地將冰芯取出,一支長達3.83米的完整冰芯呈現在大家面前。隨後隊員們一鼓作氣,又接連進行了兩個回次的鑽探,分別取出長達3.57米和3.59米的完整深冰芯。
「這是中國深冰芯鑽機鑽取的第一鑽,也是個起點。」史貴濤說,在南極崑崙站鑽取地下約3200米處的深冰芯,開展100萬年時間尺度內的全球變化研究是南極崑崙站考察的一項重要科研目標。通過鑽取和研究穿透冰蓋的冰芯,重建地球系統百萬年時間氣候變化序列,闡明地球氣候變化的機制,揭示冰蓋底部性狀及其底床的基本性質。同時,通過冰芯樣品可以研究氣候變化過程地球生物界的影響,也有可能發現地球歷史上曾經出現的生命以及生態系統。
據第二十九次南極考察隊副領隊、崑崙站隊隊長孫波介紹,冰芯科學鑽探是地球科學的前沿,是當今地學界舉世公認的深化冰蓋科學研究,也是探究過去全球變化和未來氣候環境變化理論、解決人類可持續發展的必由之路。「中國在崑崙站成功鑽取深冰芯是一個標誌性成果,標誌著我們實現了深冰芯鑽探工程零的突破,也為加強冰蓋科學研究提供了重要機遇。」此次鑽取冰芯的位置將是未來獲取更深冰芯的鑽口。

3提取目的

冰川學家在研究南極大陸冰蓋的年齡及其形成的歷史過程時,發現從冰川的冰芯樣品中,不僅能測定冰川的年齡及其形成過程,還可以得到相應歷史年代的氣溫和降水資料,以及相應年代的二氧化碳等大氣化學成分含量,從而開闢了恢復古氣候和古環境的新的道路。
記載表明,從南極大陸冰蓋獲取的冰岩芯樣品,至今已超過2 000米,獲得了100萬年以前的古氣候和古環境資料。
中國是在2009年提出冰芯計劃,目前中國已經在南極鑽了一個全世界最深的冰芯,令全世界科學界轟動
冰芯
冰芯

4獲取資料

首先,談談怎樣獲取冰齡的資料。南極大陸冰蓋是由積雪本身的重量長年擠壓而成,稱作重力冰。在南極地區,由於氣溫低,積雪不融化,每年的積雪形成一層層沉積物,年覆一年,從底部至上逐漸形成一層層的冰層,越向上年代越新。冬季氣溫低,雪粒細而緊密;夏季氣溫高,雪粒粗而疏鬆;因而,冬夏季積雪形成的冰層之間具有顯著的層理結構差異,宛如樹榦的年輪一樣,用這種直觀的方法只可辨認約90米厚的冰層,代表近500年的冰沉積。
原則上,可以根據各年冰層厚度來確定當年降水量。其條件是,必須選取風速很小地區的冰岩芯資料才能排除風吹雪的影響。如在南極內陸區域,由於風速小,冰芯資料最理想。

5提取方法

首先,實際測定一組現代南極冰蓋上某點的氣溫以及相應時間降雪中δ18O的值,得到南極地區氣溫與δ18O值關係的回歸方程;之後,把過去某一年冰層中δ18O值與上述曲線比較,即可知道當年的氣溫。
從冰岩芯樣品中還可分析其他各種元素成分的歷史資料,如硫,砷,氟,鉀……這些都是研究環境變化的重要依據。同鑽取冰岩芯樣品分析古氣候和古環境資料的思路一樣,從南極地區的湖底沉積中鑽取岩芯,也可得到古氣候和古環境的歷史資料
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