在北极冰盖上钻一个500米深的洞，会发现什么？

本文来自微信公众号：Nature Portfolio （ID：nature-portfolio），作者：Alexandra Witze，题图来自：unsplash

在格陵兰厚厚的冰盖下提取出的最长岩芯，或许能提供一些线索，了解到这个岛上的冰盖在地球变暖中将以何种速度融化。

对岩石和相关沉积物的初步分析表明，在过去300万年中的某些时候，这个岩芯中的物质曾经暴露于空气。这意味着它顶上的冰曾经融化过，至少曾暂时消失。

在利用格陵兰基岩揭示上覆冰层过去不稳定性的研究中，这项调查添加了新信息。这些岩芯尤其重要，因为它是几十年来首次收集到的这一类材料，而且它含有的基岩材料比过去在冰层下收集到的要多得多。

“岩芯里含有关于过去暴露的许多信息。”纽约拉蒙特-多尔蒂地球观测所的冰川地质学家 Allie Balter-Kennedy说。12月11日，她在加利福尼亚州旧金山举行的美国地球物理学会会议上提出了对这个名为GreenDrill的钻探项目的初步发现。

深处之物

格陵兰冰盖的融化是当前海平面上升的一个重要原因。许多研究者试图通过在冰盖上钻孔来探索它的历史与未来，从中提取出它保存的环境历史。但由于技术难度很大，少有钻探活动能够完全穿透冰盖，钻入底下的基岩。

耗资700万美元的GreenDrill项目使用最新设备，今年获得了成功。在一个名为Prudhoe Dome的地点，该项目钻下冰盖509米，掘出了7.4米的冰冻沉积物和岩石。

冰川地质学家Allie Balter-Kennedy拿着从格陵兰的Prudhoe Dome取出的冰芯。来源：Ryan Vachon

要了解某个特定地点在过去是否被冰层覆盖，研究者会调查岩石暴露于空气和宇宙射线（不断撞击地球的宇宙高能粒子）产生的放射性同位素。Balter-Kennedy在会上报告，GreenDrill团队的初步分析表明，这些岩芯特别是沉积物的部分含有大量铍-10，这是用于研究基岩暴露的一种重要同位素。“这比我们在别处看到的多多了。” Paul Bierman说，他是加拿大佛蒙特大学的地球科学家，没有参与这一项目。

Balter-Kennedy说，铍-10的量相当于在空气中暴露约40000年。这个程度的暴露可能是一次连续事件，更有可能则是在过去几百万年里多次发生。研究者的计算发现，如果Prudhoe Dome这个地点真的无冰，无论时间是长是短，这种情况下格陵兰的融水将给全球带来19-73厘米的海平面升高。

岩上冰

这些发现还只是初步结果，Balter-Kennedy提醒说，因为沉积物有可能受到干扰或移动，测量结果仍需确认。但沉积物下方的岩石中含有较少量的铍-10，这支持了它全部暴露于空气中的观点。

从格陵兰冰盖下提取的少数岩石和沉积物芯中，包括了GISP2冰芯的底部，1993年取自格陵兰中部。这个冰芯显示出的迹象表明这一地点在过去260万年里曾经历过多次无冰^[1]——和Prudhoe Dome core冰芯的时间窗大致相同。而1966年在格陵兰西北部钻出的冰芯则表明这个地点在约40万年前经历过一段时期不明的无冰状态^[2]。

参考文献：

1. Schaefer， J. M. et al. Nature 540， 252–255 (2016).

2. Christ， A. J. et al. Science 381， 330–335 (2023).

原文以Scientists drilled through 500 metres of Greenland’s ice — here’s what they found at the bottom标题发表在2023年12月14日《自然》的新闻版块上

本文来自微信公众号：Nature Portfolio （ID：nature-portfolio），作者：Alexandra Witze