冰塊圖書館藏萬年氣候史

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本報綜合外電報導 2023-11-24

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科學家鑽探收集的冰芯，被放置在「冰塊圖書館」，用來解析地球過去及未來氣候。圖／取自NSF官網、網路

【本報綜合外電報導】凱撒大帝、先知穆罕默德或哥倫布呼吸的空氣是什麼樣子？丹麥首都哥本哈根有一座全球最大的「冰塊圖書館」，掌握著地球過去及未來氣候的關鍵；裡面的「書籍」是存放長達25公里、主要自格陵蘭取得的4萬塊冰芯（Ice Core），協助科學家了解各年代的氣候變化。哥本哈根大學（University of Copenhagen）冰河學教授史蒂芬森（Jorgen Peder Steffensen）表示：「這個檔案館內蘊藏著史前氣候變遷資料，也就是過去1萬年的人類活動紀錄。」

這間「冰塊圖書館」的名字叫做冰芯檔案館（Ice Core Archive），史蒂芬森自1991年起，開始管理這個儲藏庫，裡面有4萬塊冰塊放在大型盒子內，擺在一長排架子上，規模為全球最大。這些冰凍樣本獨一無二，是由壓縮雪而非冰凍水組成。

百年內海平面上升誤差值15公分

史蒂芬森解釋：「雪花之間的所有空隙，都以氣泡形式困在裡面，這些氣泡內的空氣與冰的年代相同。」這個儲藏室的前廳跟圖書館閱讀室很像：科學家可在這裡檢視他們從主要「圖書館」、也就是儲藏室取出的冰。但他們的速度必須很快，因為前廳溫度保持在-18℃，與儲藏室-30℃的溫度相比，絕對溫和得多。

1960年代，一群研究人員從美國設於格陵蘭的祕密軍事基地「世紀營」（Camp Century）帶回第一批冰芯。最新一批冰芯是取自今年夏季，是科學家從格陵蘭東部2.6公里深的岩床鑽出，蒐集到年代最久遠的冰。這些樣本內含12萬年前的萃取物，也就是最近的間冰期（interglacial period），當時格陵蘭氣溫比今日高出5℃。

這個最近取得的冰芯有助科學家了解海平面上升的情況。海平面上升有一部分的解釋說法來自冰流，也就是在冰蓋上快速流動的冰，這些冰正以極快的速度融化。

史蒂芬森表示：「如果我們對冰流有更深的了解，我們對於格陵蘭與南極洲未來會造成（海平面上升）多少，就會有更完整的概念。」

他希望預測100年內的海平面上升狀況，期望誤差範圍在15公分以內，與今日的70公分相比將是一大進步。冰芯是判定人造汙染前大氣狀態的唯一辦法。

史蒂芬森說：「透過冰芯，我們已繪製出溫室氣體、二氧化碳與甲烷如何隨著時間變化的過程。我們也能看到現代燃燒化石燃料造成的衝擊。」

高海拔收集冰芯助重建氣候紀錄

除了丹麥，美國、加拿大等國家也設有自己的「冰塊圖書館」，其中美國國家冰芯實驗室（NICL）設定3種目標，包含確保合格的研究人員最大限度地獲得樣本、鼓勵對廣泛的研究學科進行分析，避免不必要的重複，以及鼓勵及時發表結果。

至於加拿大冰芯實驗室（CICL）在淺層、中層深度的冰芯研究處於領先地位，例如：冰芯恢復、冰芯成像及冰芯液體分析等。CICL表示，該設施收藏北極大片地區的冰芯。美國冰芯科學家姬絲蒂愛諾（Alison Criscitiello），是加拿大冰芯實驗室主任，她指出，從山頂鑽探及收集冰芯的任務，需要一支具備冒險精神的科學家及登山者團隊，與她攜手登上6000公尺的山峰。

姬絲蒂愛諾說，提取深層冰芯有助在長遠時間線上重建氣候紀錄，「我希望冰芯讓我獲取如今無法言明的嶄新知識」。

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