古代冰芯如何显示历史上的“黑天鹅”事件-甚至大流行

古代冰芯如何显示历史上的“黑天鹅”事件-甚至大流行

俄亥俄州立大学的Lonnie Thompson和Ellen Mosley-Thompson一直在研究来自世界各地的冰芯30多年。 他们收集, 商店 并研究冰芯,以了解地球气候的历史并将其保存起来,以备将来科学家使用。

在这次采访中,他们解释了冰芯如何保存地球历史上罕见但有影响的变化(通常被称为“黑天鹅”事件)以及较小的环境变化的证据,以及为什么有必要保存冰芯和它们所来自的冰川。

冰芯能告诉我们有关黑天鹅历史事件的哪些信息?

冰芯如何帮助您理解过去?

冰芯是在冰川上钻出的冰柱,是用途广泛且详细的地球气候和环境记录仪,涵盖数百年至数千年的历史。

它们存储着大气中发现的任何东西,例如大气中的气体,花粉,微生物,火山喷发的排放,沙漠和盐沼,农业和牧场上的沙尘暴携带的灰尘和盐分。 他们甚至可以记录海洋浪花以及人类活动中的污染物,例如铅,汞和 放射性核素 来自热核炸弹测试。

冰还保存着同位素含量不断变化的过去温度的记录,并根据每年形成的冰的厚度提供降雪的历史记录。

古代冰芯如何显示历史上的“黑天鹅”事件-甚至大流行
相对而言,较年轻和较浅的积雪被堆积成称为firn(顶部:53米深)的粗粒状晶体。 更深更深的雪被进一步压实(中:1,836米)。 在岩心的底部(下部:3,050米),岩石,沙子和淤泥使冰变色。
(照片由美国国家冰芯实验室提供)
美国国家冰芯实验室


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研究冰芯如何帮助了解历史事件?

冰芯提供了过去气候和环境变化的独立历史,通常可以与人类历史的书面和考古记录进行比较。 在早期文化兴衰的低纬度地区尤其如此。 例如, 奎尔恰亚冰盖 在秘鲁南部,安第斯山脉提供了近2,000年逐年的热带气候历史,这已帮助人类学家研究温度变化,年降水量和干旱模式如何追踪古代安第斯文明的兴衰。 例如,由Quelccaya岩心中的降水(降雪)和沙尘记录所记录的重大干旱可能是造成干旱的原因。 蒂瓦纳库文明的灭亡 大约在1000年。

利用来自高海拔热带山区的冰芯来源的古气候信息,已经观察到了突然的全球性事件和“黑天鹅”或罕见但有影响的事件。 例如,所谓的“东印度干旱在18世纪末期,秘鲁安第斯山脉和喜马拉雅山脉的冰芯中都注意到了这一现象。 这种干旱是造成部分原因的原因 印度有百万人死亡。 这段时间里,连续发生了几次厄尔尼诺现象,并与季风降雨的失败和南美洲热带部分地区降水的减少有关。 在埃及,爪哇,澳大利亚,墨西哥和加勒比海也记录到严重干旱。 大 社会动荡包括四次内战,发生在世界各地。

往回追溯,一些热带冰芯记录包含以下证据: 全球重大干旱 大约4,200年前。 这发生在美索不达米亚的阿卡德帝国的迅速衰落,印度河谷的哈拉潘文明,埃及的所谓旧王国和华东的龙山文化时期。

当前的流行病将在冰上留下什么样的证据?

冰芯记录显示 在1300年代中期,大气中的铅减少了,这可能与采矿和冶炼活动的急剧减少有关。 这与在欧洲和亚洲被称为“黑死病”的瘟疫相吻合。

人类工业活动的减少类似于当前COVID-19大流行期间正在发生的情况。 全世界的人们旅行减少了, 减少二氧化碳,二氧化氮和二氧化硫的排放 进入大气。 未来的冰川学家可能会看到这些气体及其在冰芯中的化学衍生物的减少。

随着全球冰川因气候变化而消退,它将如何影响我们研究过去的能力?

由于过去的这些独特的档案在我们不断变暖的地球上融化了,存储在冷冻机设施中的冰芯对于未来的研究变得极为重要。 世界上的冰正在以加速的速度融化,这种融冰已经导致热带地区较小且非常敏感的高山冰川(例如,乞力马扎罗山上的某些冰川以及印度尼西亚巴布亚的几乎所有冰川(新几内亚)都在严重缩小或消失。 ),很快 所有的冰都可能消失.

3D回报在Puncak Jaya峰顶的冰川在印度尼西亚。 (古代冰芯如何显示历史上甚至大流行的黑天鹅事件)3D回报在Puncak Jaya峰顶的冰川在印度尼西亚。 Google Earth / Maxar Technologies, CC BY-NC

在您研究的地区退缩的冰川可能产生什么影响?

随着高山冰川的消失 并且由此产生的溪流和河流受到影响,附近的社区,以及在较小程度上更下游的社区,面临着最大的经济和社会后果,包括对农业,水力发电,城市供水和旅游业的破坏。 在安第斯山脉和喜马拉雅山脉等许多地方,冰川对生活在阴影中的人们具有深远的历史,文化甚至精神意义。

例如,自1974年对秘鲁南部Quelccaya冰盖进行首次研究以来,我们一直与西部的当地社区的人们互动。 自1970年代中期以来,奎尔恰亚(Quelccaya)失去了近40%的面积。链接 在干旱季节,只有半结游牧民社区菲纳亚的许多草场为羊驼,美洲驼和羊群的牲畜觅食,只能用从冰盖和其他冰川峰流出的水灌溉是其领土范围的一部分。

奎尔恰亚(Quelccaya)也被认为是非常重要的阿普族(apu)或圣山,当地神灵和祖先。 在玻利维亚和印度尼西亚巴布亚(新几内亚),我们遇到了类似的信念。

山冰川的融化也对当地社区构成了危害。 融化的冰在冰川边缘形成新的湖泊,而水却被天然大坝阻挡,而这些自然大坝经常倒塌。 例如,我们已经映射了 奎尔恰亚的Qori Kalis度假胜地 自1978年以来一直是出口冰川。1991年在该山谷开始形成一个湖泊,并逐渐扩大到占地84英亩,深达200英尺。 2006年XNUMX月,冰盖上的雪崩掉进了湖中,导致该湖越过冰ora大坝,淹没了沿出口河流放牧的羊驼。

这张ASTER图片显示了不丹-喜马拉雅山退缩冰川留下的湖泊。 (古代冰芯如何显示历史上甚至大流行的黑天鹅事件)
这张ASTER图片显示了不丹-喜马拉雅山退缩冰川留下的湖泊。
杰弗里·卡格尔(Jeffrey Kargel)/ USGS / NASA

作者简介

杰出大学地球科学教授Lonnie Thompson, 美国俄亥俄州立大学 和艾伦·莫斯利·汤普森(Ellen Mosley-Thompson),著名的地理学大学教授(大气科学),高级研究科学家, 美国俄亥俄州立大学

本文重新发表 谈话 根据知识共享许可。 阅读 原创文章.

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