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攝影:高承
2020年8月,中國科學院青藏高原研究所湖泊與(yu) 環境變化團隊首次在青藏高原納木錯中心湖區近百米水下成功獲取144.79米岩芯。什麽(me) 是岩芯?獲取岩芯有什麽(me) 用處?岩芯裏又藏著什麽(me) 秘密呢?
“天湖”納木錯:
氣候環境信息的聚集地
湖泊作為(wei) 地球陸地水圈的重要組成部分,聯係著大氣圈、生物圈和岩石圈,是各圈層相互作用的連接點,是大氣、水、沉積物界麵等進行物質和能量交換的場所。
青藏高原上的湖泊以內(nei) 陸封閉湖泊為(wei) 主,即湖泊中的水不流出湖盆,而是作為(wei) 一個(ge) 相對獨立的地理係統存在和發展。封閉湖泊一般是整個(ge) 流域的最低處,因此也是流域內(nei) 岩石、土壤、植被、河流及人類活動等信息的聚集地。
納木錯中心湖區水上鑽探平台(供圖:王君波)
科學家通過采集湖泊沉積物開展相關(guan) 分析和研究,可以反推沉積物形成時的氣候環境狀況,這就是古氣候和古環境重建研究。通過鑽探從(cong) 沉積物中取出的柱狀樣品就是岩芯。
“天湖”的岩芯裏藏著什麽(me) 秘密
通過湖泊岩芯開展的不同時間尺度的古氣候重建研究,可以讓我們(men) 深入了解過去的氣候環境狀況,並建立相應的演化規律。在此基礎上通過氣候模型的運算就可以預測未來一定時間範圍內(nei) 的氣候變化趨勢,從(cong) 而為(wei) 應對氣候變化提供科學依據。
由於(yu) 湖泊分布廣泛,因此在記錄局部地區或者區域尺度的環境變化方麵,與(yu) 其他隻在特定環境下存在的環境載體(ti) 如冰川、黃土、樹木、石筍等相比,湖泊具有一定的優(you) 勢。
怎樣才能完成讀“芯”術
那麽(me) ,湖泊沉積物中有哪些內(nei) 容可以反映過去的環境變化?
這包括沉積物的顆粒大小組成(粒度分布)、密度、含水量、磁化率等物理特征,有機質含量、化學元素含量、礦物組成等化學特征,以及一些生物和微生物的化石,如孢粉(花粉)、矽藻、介形蟲、搖蚊等,甚至更小的病毒和細菌。以上這些參數被稱為(wei) 環境代用指標,它們(men) 可以通過科學的方法被測定,從(cong) 而知道其具體(ti) 組成和含量。當然,要進行古環境重建,還需要知道沉積物形成時的年齡,一般可以通過放射性同位素定年技術來確定。
除了納木錯之外,過去30餘(yu) 年來,科學家還在包括青海湖、色林錯、班公湖等在內(nei) 的湖泊中,采集沉積岩芯並開展相關(guan) 研究,推動了青藏高原古氣候環境演化研究的持續發展。
青藏高原科學考察和研究從(cong) 來不缺挑戰。納木錯百米水深下百米岩芯的成功獲取,為(wei) 更大的鑽探計劃奠定了基礎,讓我們(men) 有信心繼續推進納木錯國際大陸科學鑽探計劃!
作者:王君波
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