冰芯圖書館,收藏冰雪記下的歷史

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哥本哈根冰芯檔案館內的冰雪樣本。 圖片來源:JAMES BROOKS/AFP

哥本哈根一個巨型冰櫃裡,儲存了數千年前的大氣故事。冰芯檔案館 Ice Core Repository 存放著主要從格陵蘭島收集而來,總計長達 25 公里的冰塊,可助科學家了解氣候變遷。

哥本哈根大學冰河學教授 Jorgen Peder Steffensen 形容:「我們的檔案館記錄的是史前氣候變化,是過去 1 萬年人類的活動。」Steffensen 自 1991 年起就管理這個收藏約 4 萬塊冰、世上其中一個最大的相關儲存庫。冰雪樣本由壓縮的雪形成,Steffensen 解釋:「雪花之間的所有空氣隔層,成為被困在冰塊中的氣泡。這些氣泡內的空氣與冰的年齡相同。」

儲存庫的前廳類似圖書館閱覽室,科學家可以在該處查看從主「圖書館」取出的冰,但他們動作必須夠快,因前廳溫度只有攝氏 -18 度,而儲藏室則為攝氏 -30 度。Steffensen 從盒中取出 1 塊在公元元年冬季下的雪,他笑言:「所以我們也有聖誕節的東西 —— 真正的聖誕雪。」

早在 1960 年代,一群研究人員已從格陵蘭島的美國秘密軍事基地「世紀營」(Camp Century)帶走第一批冰芯。最近的一次觀測則在今年夏天,當時科學家鑿擊格陵蘭島東部深 2.6 公里的基岩,收集可能是最古老的冰。這些樣本含有 12 萬年前的萃取物,當時格陵蘭島的氣溫比現在高攝氏 5 度。Steffensen 說:「地球過往比現在更暖,但那是在人類出現之前。」

最近獲得的冰,應該有助於科學家了解海平面上升的情況。海平面上升部分可歸因於縮小的冰蓋(ice cap),另一原因則是來自冰流(ice streams),冰蓋(ice sheet)快速移動的冰正以驚人的速度融化。Steffensen 說:「如果我們更了解冰流,就能更了未來解格陵蘭島及南極洲如何影響海平面上升。」他希望科學家們能預測 100 年後的海平面上升情況,並將誤差幅度控制在 15 厘米,這將比今天的 70 厘米有很大進展。

冰芯是了解人為污染前大氣狀態的唯一途徑。Steffensen 說:「透過冰芯,我們已經繪製出溫室氣體、二氧化碳及甲烷隨時間變化的情況,更可以看到現代燃燒化石燃料的影響。」

而 Ice Memory Foundation 則自全球 20 個地點收集冰芯,以在冰芯因氣候變遷而永遠消失之前保存它們,讓未來的研究人員,仍能在法國意大利聯合在南極洲設立的研究設施「康宏站」(Concordia Station)中得到第一手資料。

基金會負責人 Jerome Chappellaz 說:「將格陵蘭的冰雪記憶儲存起來,是件美好的事。」但他指出,工業冷凍櫃中儲存的樣本很容易受技術故障、資金困難、攻擊甚至戰爭影響,像加拿大亞伯達大學(University of Alberta)一座雪櫃在 2017 年故障,其中有 13% 達數千年歷史的珍貴樣本暴露在高溫之下。康宏站的年平均氣溫為攝氏 -55 度,為未來幾個世紀提供最佳的儲存條件。Chappellaz 說:「我們必須保護此一寶藏,並儘可能確保它能成為人類的世界遺產。」