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北极科研,正在被疫情摧毁

时间: 2021年05月20日 | 作者: ANNA FILIPOVA | 来源: 科研圈
由于新冠疫情带来的限制,格陵兰岛的一项重要研究任务正在层层积雪的重压下摇摇欲坠。


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位于格陵兰岛上的 EGRIP 项目设施。图片来源:EGRIP ice core drilling project, www.eastgrip.org


原作 ANNA FILIPOVA

翻译 周舒义

编辑 魏潇


Covid-19 大流行带来了一个很大程度上被忽视的后果:许多北极科考任务陷入了停摆状态。由于旅行限制、检疫隔离以及其他为保护因纽特原住民社区而采取的后勤措施,在地球最北区域的实地考察已经被推迟或者取消了。


东格陵兰冰芯项目(East Greenland Ice Core Project, EGRIP)的实地考察就是受到影响的科考项目之一。自 2015 年以来,该项目测量了格陵兰岛上冰川的移动情况(格陵兰岛是世界最大岛屿,全岛超过 80% 被冰雪覆盖,也是美国前总统唐纳德·特朗普领土扩张计划的最新目标)。EastGrip 是一处国际科研设施,位于格陵兰岛海拔 2700 米的位置,设计容纳 30 人,但实际往往超过 35 人——一支国际科学家团队在这里研究被称为冰流(ice stream)的快速移动中的冰川,希望了解它将如何影响未来的海平面变化。


在格陵兰,这一问题已经迫在眉睫:根据英国极地观测和建模中心(Centre for Polar Observation and Modelling, CPOM)的数据,格陵兰岛的冰盖正以每年 2700 亿吨的速度萎缩,消融的冰借着冰流经过曲折的旅途一路流向海洋。根据美国航空航天局(NASA)的测算,如果岛上的冰盖全部融化,全球海平面将会上升 7.4 米,许多沿海地区将因此被淹没。


因为疫情关系,在 2020 整整一年的时间里 EGRIP 的国际科学团队都无法到达该处设施——这令科学家们感到担忧。虽然 EGRIP 被设计成可以在几年内无人化运转,但研究人员担心的是地下钻探和在冰盖内部凿出的隧道。


这些隧道的构建使用了一种名为气囊建造(balloon construction)的方法:先用除雪机挖掘出 7 米长的通道,然后用充气的气囊填进这个空间来塑形。当雪硬化后,将气囊移除,就留下了隧道状结构。现在,由于缺乏维护,隧道在层层积雪的重压下摇摇欲坠。


“由于雪的流动和重力作用,隧道顶部变得越来越低,可能会压坏其中任何重要的设备。”冰川学家、EGRIP 的站长 Jørgen Steffensen 教授解释道,“今年,为了把越来越低的隧道顶铲掉,营地需要做大量的地下挖掘工作用于支撑保护,而这会拖慢钻探进度。”按照早先的计划,工作人员原本将于 2021 年 4 月 22 日入驻营地,但在几种具有高度传染性的新冠变异毒株出现后,许多国家实施了旅行限制,导致该计划被取消。按照新的临时计划,EGRIP 的工作人员要在 2021 年 6 月中旬才能返回营地了。


EGRIP 在新冠大流行影响下岌岌可危的大部分工作都与钻取“深冰芯”有关。深冰芯是从冰盖中提取的长圆柱状样本,研究人员可以从中获取地球气候的历史信息。


获取冰芯需要钻穿格陵兰岛厚达 1.5 千米的冰盖,直抵基岩。随后科学家需要在零下 35°C 的冷库中将冰芯记录在案,然后,在科考任务位于冰盖下方 9.5 米处的“科学壕沟”(science trench)内,科学家对这些冰芯进行处理,将其分段切割,对各段中的火山灰、酸碱性和冰晶特征进行一系列的探测、扫描和检查。部分冰芯样本会被送往世界各地的实验室,接受进一步测量。


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冰芯钻探工作现场。图片来源:EGRIP ice core drilling project, www.eastgrip.org


在 EGRIP 等地进行的冰芯研究正在革新我们对于气候历史的认知。冰——特别是从格陵兰等地钻探到的古老冰体——记录了过去的大气条件:它包含了历史上的气温变化、火山喷发、温室气体浓度等等许多决定环境状况的参数。


而格陵兰岛和南极洲的冰盖是独一无二的。与其他冰原不同,即使在夏天它们的内部温度也很少达到融点,一层又一层的雪堆积压实(而非融化的雪水冻结)组成了冰体。在这个过程中,雪花之间的空气泡就被封存在了冰里,成为我们了解几十万年来地球大气和温室气体信息的唯一来源。


在格陵兰岛,Steffensen 和他的团队已经记录了 60000 个年际分层,而在南极洲,他们的美国同事测量了大约 45000 个分层。(EGRIP 也是有史以来第一个从冰流中钻取冰芯的研究机构——该冰川从格陵兰岛剥离了数以吨计的冰量。)Steffensen 说:“从这两处冰盖提取的冰芯包含了一条信息时间轴,可以通过鉴别各个年际分层来对其进行测量。就像可以通过年轮来辨认树木的生长过程一样。”


*本篇报道受IJ4EU基金资助



原文链接:

https://www.wired.co.uk/article/arctic-greenland-egrip-ice-climate