極地冰心，極地冰川（重點在南極冰蓋和格陵蘭冰蓋）上鑽取的深、淺不等的冰心，用於研究過去的氣候環境變化和冰雪物理性質。兩極冰蓋是地球氣候環境演化史的檔案庫。極地冰心具有解析度高、信息量大和保真度高等特點。1954年美國科學家首先提出在極地冰蓋鑽取連續冰心以重建古氣候古環境的構想。1966年美國在格陵蘭冰蓋世紀營地鑽取了第一支穿透冰蓋的冰心，長度為1 387米。時隔兩年，美國在伯德站鑽取了第一支穿透南極冰層的冰心，長度為2 164米。20世紀80年代以來，極地冰心研究在兩極地區蓬勃發展，已在兩大冰蓋和極區大冰帽的數十個地點鑽取了中等深度（大於200米）以上的冰心，其中南極東方站冰心是在極區鑽取深度最深(3 650米)、年代跨度最大（大於40萬年）的冰心。
基本介紹
- 中文名：極地冰心
- 解釋：極地冰川（重點在南極冰蓋和格陵蘭冰蓋）上鑽取的深、淺不等的冰心
歷史
中國自1985年起在南極洲鑽取淺冰心，累計長度超過1 000米，其中，1999年1月，中國第3次南極內陸冰蓋考察隊在海拔3 800米處鑽取了1支長102米的冰心，這是國際上首次在冰穹A（南極冰蓋最高點）區域獲取的冰心；2003年1月，中國首次南極埃默里冰架考察隊在該冰架中心區域鑽取了1支長302米的冰心，是迄今為止中國在南極洲獲取的最長冰心。
通過極地冰心的分析，獲得了許多重要的發現。從南極東方站冰心獲得了4個完整的冰期–間冰期的溫度記錄，發現該地區冰期–間冰期的氣溫變化幅度達12℃左右，氣候變化表現出10萬年、4萬年和2.3萬～1.9萬年的周期。在格陵蘭冰心中也發現氣溫、大氣環流等有相同的周期。這主要由歲差效應、地軸傾斜效應的影響所致。 圖2 考察隊員在測量冰心
南極東方站冰心記錄表明，大氣中溫室氣體含量在冰期和間冰期存在巨大的差異，CO2和CH4含量分別可從冰期時的每立方米大約180～200毫升和350微升增加到間冰期時的280～300毫升和650～770微升，過去42萬年以來大氣中CO2和CH4含量的變化與氣溫的變化存在顯著的正相關關係。
冰心記錄的火山活動不僅真實可靠而且全面，如近2000年來格陵蘭冰心記錄的69次火山事件中，85%與文獻記錄的火山噴發相吻合，其餘15%為文獻未記載的火山活動。過去11萬年來格陵蘭高解析度冰心記錄表明，火山噴發主要集中在3個時期，即距今0.6萬～1.7萬年（尤其是距今1萬～1.3萬年）、2.7萬～3.6萬年和7.9萬～8.5萬年。其中第一個時期火山活動更強，並與北半球冰蓋消退、海平面上升期相一致，而後兩個時期火山活動相對較弱，與冰蓋增長、海平面下降期相對應。這一發現極大地支持了陸地冰量變化及洋盆水量變化會導致火山活動增強的理論。
古羅馬時期冰心中的鉛(Pb)含量大約高出平均值的4倍，揭示了古羅馬文明時期，對鉛銀礦的粗放開採與冶煉非常普遍，重金屬污染極為嚴重，鉛中毒甚至成為羅馬帝國衰亡的原因之一。人類工業化以來鉛含量逐漸增加，從20世紀30年代世界經濟復甦及汽車產業的大發展開始，冰雪中鉛含量增加十分迅猛，60年代大約增加到距今7 000年前的200倍。這一研究結果（至少是部分原因），導致了美國等西方國家從1970年開始限制含鉛汽油的使用。在這一政策的影響下，從20世紀70年代到90年代格陵蘭冰雪記錄中的鉛含量大幅下降。
極地冰芯的研究還揭示出其他許多重要的信息，如太陽活動狀況、南北半球氣候變化的差異、大氣塵埃含量變化、微生物及其DNA、地磁場強度變化和超新星爆炸等自然事件。
