休伯特斯·費舍爾（Hubertus Fischer）說，尋找世界上最古老的冰芯有點像“金髮姑娘”問題。
許多地方的冰太厚，或者可能太薄。下面的基岩可能太熱，從底部融化重要的層，或者冰可能已經摺疊和彎曲，混合了冰芯中的層。
這就是費舍爾和他的同事們（他們是名為國際冰芯科學合作組織（IPICS）的國際合作專案的一部分）發表一份“如何”指南的原因之一，該指南旨在幫助科學家尋找可能適合鑽取150萬年冰芯的地點。
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他們的論文，題為《在哪裡尋找IPICS“最古老冰”冰芯的150萬年冰》，昨天發表在歐洲開放獲取期刊《過去的氣候》上。
俄勒岡州立大學的地球化學家，同時也是該論文的合著者愛德華·布魯克（Edward Brook）說：“我們希望做的是激發其他人對該主題的興趣，並幫助他們加入我們，進行所有的地球物理學研究，以幫助我們找到正確的地方。”
即將鑽取的“最古老冰”冰芯（研究人員已為其起了正式名稱）的年代幾乎是目前最古老冰芯的兩倍（目前的冰芯可追溯到80萬年前，也是在南極洲發現的），對於研究過去氣候的研究人員來說，它是一種聖盃。
這是因為在過去的80萬年左右，地球的氣候在大約10萬年的間隔內，在冰期和較溫暖的時期之間相當有規律地切換。
尋找古代大氣層
但是，在那之前，迴圈是不同的。冰期和較溫暖的時期大約每40000年交替一次。
科學家知道這一點是因為他們已經在沉積物岩心中看到了證據，這些岩心可以追溯到更久遠的時期。
布魯克說：“我們從對海洋岩心的研究中確實知道，在80萬年前不久，氣候特徵發生了非常巨大的變化。”
他們不知道的是原因。
像布魯克和費舍爾這樣的研究人員表示，過去的大氣層可能提供一些線索。獲取150萬年前大氣樣本的唯一方法是在古代冰中捕獲的微小氣泡中。
布魯克說：“我們真的想知道當我們經歷這種週期重大轉變時，大氣層在做什麼。” “例如，如果二氧化碳是最近的兩倍，那將告訴我們一些關於大氣層對二氧化碳水平的反應的資訊。”
像這樣的古氣候研究是研究人員瞭解二氧化碳濃度變化如何導致地球溫度變化的一種方式，這種衡量標準通常被稱為氣候敏感性。
來自湖泊和海洋沉積岩心的資料可以追溯到數百萬年前，這些資料提供了一些線索。布魯克說，目前，來自這些岩心的證據並未表明在冰期迴圈轉換時，二氧化碳水平明顯升高。
另一方面，布魯克說，從沉積物岩心推斷大氣二氧化碳濃度存在相對較大的不確定性。
南極的“冰穹”
冰芯不僅可以直接測量二氧化碳，還可以直接測量當時大氣中的其他氣體。
現在，研究人員的任務是使用費舍爾最近的論文中概述的指南來找到最古老的冰芯記錄。
費舍爾說，下一步是對某些地區完成空中雷達調查，以縮小研究人員應該使用手持雷達獲得更高解析度資料的地方。他希望深層鑽探專案可以在三到五年內進行。
該論文強調了南極洲內部靠近主要冰穹（冰蓋上的最高點）的部分，作為尋找冰芯的可能候選地點。
費舍爾說：“我們還沒有真正指出最終地點。我們指出的是值得更詳細研究的主要區域。” “它仍然很大，但與南極洲的大小相比，這很小。這是可控的。”
在選擇一個區域進行手持調查後，科學家可以在那裡進行快速勘察鑽探任務，以測量基岩的熱通量，並檢視那裡的冰是否像是最古老冰芯的可能候選者。
賓夕法尼亞州立大學冰川學家理查德·艾利（Richard Alley）熟悉這篇論文，他在一封電子郵件中寫道，作者概述了一種“明智的前進方向”。
他寫道：“這可能是找到來自很久以前的未受干擾、有序冰的最佳方法。”
艾利還指出，科學家們可能能夠在南極洲的艾倫山藍色冰區等地方尋找80萬年前的冰，在那裡，古老的冰已經上升到地表。這些樣本不會包含整個150萬年的記錄，但可能會使研究人員能夠透過在那裡發現的零星古老冰塊來擴充套件冰芯歷史。
艾利說：“我認為，結合兩種方法，尋找新論文中指示的舊連續記錄，並在舊冰淺但可能不連續的地方尋找，為成功提供了最大的機會。”
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