纳木错水下取出超长岩芯,解读青藏高原万年环境档案
2020年8月,中国科学院青藏高原研究所湖泊与环境变化团队完成一项重大钻探成果,在纳木错中心湖区近百米的水下,成功取出一根长达144.79米的岩芯。很多人看到新闻会好奇,岩芯到底是什么?从湖底取出这根长长的柱状样本,究竟有什么科研价值,里面封存着哪些远古时期留下的环境秘密?
纳木错有着“天湖”的美誉,它就像一座天然的环境信息存储器。湖泊作为陆地水圈的重要组成部分,是大气圈、生物圈、岩石圈相互交汇的枢纽地带,大气、水体、沉积物的界面之间,持续发生着物质迁移与能量交换。
青藏高原分布的湖泊大多属于封闭内陆湖,湖水不会向外流出湖盆,形成独立稳定的地理系统。整个流域的泥沙、土壤、植被残骸,还有人类活动留下的痕迹,最终都会汇聚到湖底沉积层,一层层保存下来,相当于大自然亲手写下的地质日记。
科研人员通过钻探设备,从湖底沉积物中提取的柱状样品,就是岩芯。对岩芯样品开展多维度检测分析,就能反向推演沉积物沉积年代的气候、环境状态,这套研究手段就是古环境、古气候重建。
藏在纳木错岩芯里的远古气候记录
一根根湖底岩芯,记录着跨越漫长岁月的环境变迁。依托岩芯开展不同时间尺度的古气候重建,科研人员能够还原过去的气候演变规律。把这些历史数据代入气候模型运算,就可以预判未来气候变化趋势,为全球气候变化应对工作提供坚实的科学支撑。
对比冰川、黄土、树木年轮、石笋这些古环境载体,湖泊分布范围更广,在记录区域尺度环境变化这件事上,具备独特优势。只要湖底沉积物稳定保存,就能持续不断地积累环境信息。
科研人员的湖底“读芯”方法
湖底沉积物里藏着大量可以用来反推古环境的线索,这些线索统称为环境代用指标。包含沉积物粒度、密度、含水率、磁化率等物理特征;有机质、各类化学元素、矿物组分等化学特征;还有孢粉、硅藻、介形虫、摇蚊等生物化石,甚至还有远古细菌与病毒遗迹。
科研人员借助专业仪器测定这些指标,就能还原当时的环境面貌。想要准确搭建时间线,还需要测定沉积物形成年代,放射性同位素定年是这项工作的核心手段。
纳木错并不是青藏高原唯一开展岩芯钻探的湖泊。过去三十多年,科研团队陆续在青海湖、色林错、班公湖等高原湖泊采集沉积岩芯,持续推进青藏高原古气候演化相关研究。
高原科考的野外作业,处处充满艰难险阻。这次在纳木错深水之下成功获取超长岩芯,攻克了高原深水钻探的难题,为后续更大规模钻探项目打下基础,助力纳木错国际大陆科学钻探计划继续向前推进。
