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南極深鉆冰芯探尋氣候往事

考察發(fā)現(xiàn)，冰穹A地區(qū)最厚的冰層有3132米，這意味著，科學(xué)家有望在此鉆得可還原100萬至150萬年前氣候記錄的深冰芯。剛剛回滬的中國第29次南極考察隊(duì)副領(lǐng)隊(duì)孫波昨天向記者透露，在“頭三鉆”基礎(chǔ)上，我國計(jì)劃用5到10年時(shí)間，利用中日聯(lián)合研發(fā)的深冰芯鉆探設(shè)備，在冰穹A地區(qū)循序漸進(jìn)地打穿冰蓋，進(jìn)而讀取那部年代最久遠(yuǎn)的“氣候史書”。

看“氣泡”識(shí)氣候變化

冰川學(xué)家發(fā)現(xiàn)，冰芯樣品中不僅包含著冰川年齡及其形成過程等信息，還是目前唯一記錄相應(yīng)年代溫度和溫室氣體的載體，由此開辟了一條恢復(fù)古氣候和古環(huán)境的新途徑，冰芯也因此被譽(yù)為“氣候史書”。

在寒冷干燥的南極地區(qū)，每年的積雪都會(huì)被來年的新雪覆蓋，從而自底部逐漸向上形成冰層，越向上年代越新。深入其內(nèi)，冬季氣溫低，雪粒細(xì)而緊密；夏季氣溫高，雪粒粗而疏松——這種顯著的層理結(jié)構(gòu)差異，如同樹木的年輪一樣，有助于我們讀懂這本大自然留給人類的“史書”。

“降雪過程中，會(huì)有大氣包裹在雪層里，雪層變成冰層后，里面‘囚禁’了許多氣泡，氣泡里就存儲(chǔ)著當(dāng)時(shí)的大氣樣本，通過一定的科學(xué)方法，科學(xué)家就能分析出其中的溫度和成分?！睂O波解釋說，普通的氧（氧16）與其稀有同位素（例如氧18）在化合物中的比率會(huì)隨著溫度的變化而變化。因此，只要把冰芯氣泡中的氧16和氧18的比率測定出來，就能還原地球當(dāng)時(shí)的溫度。

尋找120萬年以上深冰芯

自上世紀(jì)五六十年代開始實(shí)施冰芯鉆探以來，俄羅斯、日本、英國等10余個(gè)國家，已在南極冰蓋鉆下逾180個(gè)不同深度的孔，獲得了一系列冰芯樣品。其中最古老的冰芯當(dāng)屬2005年歐洲南極冰芯鉆探科考小組鉆取的一支3000多米的冰芯，通過它，科學(xué)家們重現(xiàn)了80萬年來南極大陸的氣候和溫室氣體變化。

但問題接踵而來。地球氣候自3400萬年前起本是以4萬年為一個(gè)主導(dǎo)周期，為什么到了距今100萬年前后，主導(dǎo)周期突然發(fā)生了轉(zhuǎn)型，過渡到了10萬年？

為此，國際冰芯科學(xué)委員會(huì)（IPICS）確定了近年來深冰芯鉆探和研究的一個(gè)重要目標(biāo)，就是在南極冰蓋深處尋找并鉆取一支年代長度超過120萬年、甚至達(dá)到150萬年的深冰芯。這是因?yàn)橐?萬年為主導(dǎo)周期的氣候旋回的最近記錄，剛好發(fā)生在距今130萬至120萬年之間。

為什么選址冰穹A

孫波告訴記者，一支時(shí)間尺度跨越120萬年的深冰芯，其鉆孔位置需要滿足3個(gè)條件：盡可能大的冰蓋厚度、盡可能低的雪積累率、盡量小的冰蓋內(nèi)部變形和底部擾動(dòng)。

冰穹A海拔4093米，被稱為“不可接近之極”，那里空氣稀薄，含氧量很低，是世界上年均溫度最低的地區(qū)。已有的古氣候研究表明，大約在3400萬年前，我們的星球開始從一個(gè)兩極無冰的“溫室地球”向南極有冰的“冰室地球”逐漸演變。身為南極冰蓋的起源地之一，冰穹A正是在那時(shí)開始孕育。到了約1400萬年前，東南極冰蓋達(dá)到了目前的規(guī)模，冰穹A作為東南極冰蓋的核心，在此后保持了相對的穩(wěn)定。種種跡象表明，冰穹A是可能獲得地球上最古老冰芯的理想位置，我國的深冰芯鉆探工作也因此備受國際同行關(guān)注。

摘自2013年4月12日《文匯報(bào)》

為什么需要智能程度更高的電網(wǎng)

與電力輸送平穩(wěn)而可預(yù)見的傳統(tǒng)核能或燃煤發(fā)電廠不同，風(fēng)力、太陽能和水力發(fā)電要視變幻無常和不可預(yù)測的天氣而定。這意味著供給量可能在關(guān)鍵時(shí)刻降得過低或升得過高，因而需要將多余的電力輸入悉心校準(zhǔn)的電網(wǎng)。

此外，再生能源的供應(yīng)點(diǎn)常常設(shè)在遠(yuǎn)離城市和最需要電力的工廠的地方。如果不大規(guī)模地投資新建高壓電線，將電力從大平原輸送到人口密集的沿海地區(qū)，那么風(fēng)車再多也是無濟(jì)于事的。

電網(wǎng)需要接受徹底的檢修。規(guī)劃部門的關(guān)注焦點(diǎn)，是擴(kuò)大電網(wǎng)規(guī)模和提高其互聯(lián)程度。更龐大的網(wǎng)絡(luò)有助于更穩(wěn)定的能源供給，也有望讓所占比重更高的再生能源投入應(yīng)用?！叭绻銚碛写笃目諘绲兀L(fēng)總是會(huì)朝某個(gè)方向勁吹的。”歐洲風(fēng)能協(xié)會(huì)的保羅·維爾恰克說，“如果能把大片地區(qū)的風(fēng)力發(fā)電場聯(lián)合起來，就可以確保其輸出萬無一失?！?/p>

摘自2013年3月13日《文匯報(bào)》