隨著南極洲短暫的春季結束和漫長的夏季臨近，地球科學家正蜂擁至這片冰凍的大陸，開始一種新的探索。
12月，第一臺旨在尋找至少有150萬年曆史的具有科學價值的冰樣本的鑽機將開始工作。這是尋找提取地球最古老的冰芯的最佳地點的更廣泛努力的一部分，這將有助於揭示氣候如何塑造地球的過去以及如何預測未來的波動。
“這個激動人心的野外考察季節應該使我們在決定在哪裡鑽取最古老的冰芯方面更近一步，”德國不來梅哈芬阿爾弗雷德·韋格納極地和海洋研究所的冰川學家奧拉夫·艾森說，他負責協調一個由歐盟資助的探索團隊。
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十多年前，歐洲南極冰芯專案（EPICA）從南極洲東部的冰穹C鑽取了最古老的現有冰芯，其中包含80萬年前的冰。該冰芯只能追溯到更新世晚期，當時地球開始每10萬年迴圈一次冷暖時期。在100萬年前，迴圈每4萬年發生一次（L. E. Lisiecki 和 M. E. Raymo 古海洋學 20, PA1003; 2005），因此科學家們希望獲得一個比EPICA冰芯年齡大兩倍的冰芯，以便更好地理解這種轉變。
挖掘這樣的冰芯將花費約5000萬美元，並且需要數年時間，因此研究人員希望確保該地點是最佳的——冰足夠深，但不會因地熱活動而在底部融化。“徹底調查所有方案絕對至關重要，”艾森說。一種新型鑽機應運而生，旨在進行快速、廉價的勘探，而不是像以前的深鑽機那樣提取單個完整的冰芯。
一個有希望的地點，即“小冰穹C”，距離EPICA站點僅40公里，英國劍橋南極調查局的氣候科學家羅伯特·馬爾瓦尼領導的價值50萬英鎊（62萬美元）的快速訪問同位素鑽機（RAID）將於本月開始在那裡鑽探。RAID是一種窄鑽機，大約7天即可挖掘到600米深處，而EPICA等3.4公里長的冰芯則需要5年時間。RAID不是提取冰芯，而是測量冰的溫度並收集冰屑。然後，科學家將梳理這些冰屑，從中尋找同位素線索，以瞭解冰蓋底部冰的年齡和溫度。
一種更昂貴的勘探儀器，將在本季在冰穹C進行首次鑽探測試，應該準備好明年進行更深入的研究。由法國格勒諾布林約瑟夫·傅立葉大學的冰川學家熱羅姆·查佩拉茲領導，價值320萬歐元（340萬美元）的SUBGLACIOR探頭，其寬度與RAID大致相同，可以在一個季度內穿透超過3公里厚的冰蓋。
英國和法國的鑽探專案都是歐盟合作的一部分。此外，本季，由加利福尼亞州拉霍亞斯克裡普斯海洋研究所的氣候學家傑弗裡·塞弗林豪斯領導的美國團隊，將在羅斯島美國麥克默多站附近的明納布拉夫測試價值1050萬美元的快速訪問冰鑽（也縮寫為RAID）。它產生的孔洞約為50釐米——比SUBGLACIOR或英國RAID的孔洞都要寬——它是唯一可以從冰芯底部提取岩石的快速鑽機。下個南極夏季，該團隊將開始尋找150萬年前的冰芯地點。
冰穹C是其首次挖掘的一個選擇。另一個選擇是南極洲瑪麗皇后地相對未開發的冰穹F，地面雷達表明它是一個有希望的候選地點。1月份，一個德國團隊將在那裡進行勘探飛行。該雷達調查由與英國RAID和SUBGLACIOR鑽機相同的歐洲撥款資助，將更全面地瞭解冰的厚度。塞弗林豪斯說，他的團隊將在決定美國RAID的指向位置時關注這些資料。
來源：Nature，2016年12月1日，doi:10.1038/540018a；來源：H. Fischer 等人，Clim. Past 9, 2489–2505 (2013)
美國和歐洲的團隊都在一個傘形小組下工作。國際冰芯科學合作組織（IPICS）旨在確定一個合適的地點，以便在未來兩年內鑽取一個代表南極洲最古老冰的冰芯。艾森說，該鑽探可能會在2020年底開始。但是，國際團隊將如何在聯合專案上合作或分攤資金尚不清楚。
有可能更早出現破紀錄的古老冰芯。多年來，上海中國極地研究所的科學家（也是IPICS的成員）一直在探測覆蓋南極大陸中心附近高原冰穹A的冰蓋。艾森說，他們使用的是傳統的取芯器而不是快速勘探鑽機，正在努力從該地區獲得一個深而完整的冰芯，並且有可能追溯到150萬年前。他說，這種出人意料的成功將會增加其他國家團隊製造自己記錄的壓力。
多個冰芯將有利於科學。“我們將繼續我們的專案，”艾森說。在任何情況下，IPICS的努力最好是挖掘多個150萬年前的冰芯。“你不能相信單個冰芯，”塞弗林豪斯說。“我們絕對需要來自不同熱力制度的不同記錄。”
本文經許可轉載，並於2016年11月29日首次發表。