全球變暖帶來更頻繁、更嚴重的極端天氣,在影響日常生活的同時,還在影響著不少科學研究,因為研究材料正在消失——比如隕石,全球變暖導致降落到兩極的隕石正在消失。
雖然南極氣候極寒不適于人類生存,卻有很高的科考價值?!皻夂蚝洹薄叭僳E罕至”,這些使得南極像一個天然大冰箱,儲存著研究者們所需要的研究材料。而在全球變暖的影響下,這個“冰箱”似乎變得不那么好用了。2023 年南極的海冰范圍是有記錄以來最小的,2023年冬季結(jié)束時,海冰的范圍比前一年低100萬平方千米,相當于法國和德國面積的總和。
隕石對于天文學、化學和地質(zhì)學家的研究非常重要。這些從外太空遠道而來的小東西,帶著不屬于地球的物質(zhì),提供了深入了解太陽系、宇宙和地球以外天體的重要機會。
在理論上,隕石會均勻地分布在地表,但地球面積的70%被海洋覆蓋,在陸地上還有崎嶇的山地,并不利于人們尋找隕石,各種風化作用還可能會污染隕石。實際上,大部分的隕石采集自南極,在地球上發(fā)現(xiàn)的8萬顆隕石中,有60% 以上是在冰蓋表面采集的。
南極的冰蓋形成于約3400萬年前,千百年來持續(xù)低溫干燥的氣候有利于隕石的保存。隕石常常在“藍冰”區(qū)域富集?!八{冰”顧名思義為藍色的冰層,降雪經(jīng)過粒雪化(降雪融化后又重新凍結(jié)成冰)和成冰過程形成冰層,冰層在上層壓力作用下密度增加,內(nèi)部氣泡減少,在光的散射作用下顯現(xiàn)出藍色。
從日本科考隊在1969年第一次在南極采集到隕石樣本開始,在過去幾十年的無數(shù)次野外考察中,人們平均每年收集到1000顆隕石,而據(jù)估計仍有30萬至85萬顆隕石有待收集。
然而,全球變暖的影響下,南極正在迅速變暖,冰川在融化,冰蓋流速加快、冰架斷裂,使得“保鮮”在其中的隕石更快地沉入南極冰層,難以獲取。即使溫度遠低于0℃ ( 研究表明這個溫度大約是-10℃ ) ,當隕石暴露于太陽輻射時,其表面也會被加熱而融化隕石底部的冰,導致隕石下沉,最后導致隕石從冰蓋表面消失。
據(jù)研究顯示,未來幾十年內(nèi),南極地區(qū)每年都會損失約5000顆隕石,這比隕石的發(fā)現(xiàn)速度快了5倍。而在更劇烈的變暖條件的假設(shè)下,這種損失會變得更嚴重,尤其是在隕石富集區(qū)。高排放情景下,在隕石富集的東南極恩德比地區(qū),這種損失可以達到88%。
除了隕石之外,冰川標志物也是受到全球變暖影響的一種重要的研究材料。
冰川標志物是指在冰川或冰蓋中發(fā)現(xiàn)的各種物質(zhì)或遺跡,這些物質(zhì)或遺跡在冰川中保存完好,仿佛“穿越而來”,可以提供有關(guān)過去氣候、環(huán)境和生物演化的重要信息。
常見的冰川標志物包括:冰芯和冰核(冰川或冰蓋中鉆取的柱狀冰樣本),包含了大氣中的氣體、灰塵和其他物質(zhì)的信息,可以用來研究過去的氣候變化和大氣組成;冰磧物(冰川運動過程中攜帶的巖石碎片、泥沙等物質(zhì)),可以幫助確定冰川的流動方向和冰川運動的速度,提供關(guān)于地質(zhì)歷史和地形演化的信息等。
與南極、北極相似,青藏高原地勢險峻,人跡罕至,被稱為“地球的第三極”,但這里的冰川一直以我們意想不到的方式記錄著人類的活動。2005年鉆取的珠峰冰芯中封存著冷戰(zhàn)記憶,記錄的兩個參數(shù)分別對應(yīng)著1963年全球熱核試驗和1986年的切爾諾貝利核泄漏。在2017年海拔6150米鉆取的冰芯則測量出5個參數(shù)峰值,這5個峰值分別對應(yīng)著不同人類歷史上幾次核活動事故。
冰芯寫就的“人類活動日記本”不僅有核活動的痕跡,還反映了其他人類造成的環(huán)境影響。珠峰冰芯中的黑碳濃度證明了工業(yè)革命以來人類活動持續(xù)影響大氣環(huán)境,冰芯中DDT(一種對環(huán)境破壞極大、難以分解的殺蟲劑)濃度則對應(yīng)了印度的瘧疾暴發(fā)。