冰芯的形成过程,就是它记录气候变化的过程。
所有在大气中循环的物质都会随大气循环流动抵达冰川上空,然后沉降在冰雪表面,最终形成冰芯。也就是说,冰芯分析的每一个参数,至少包含着地球气候系统某一个参数变化过程的信息。比如,冰芯中氢、氧同位素比率是度量气温高低的指标,而净积累速率是降水量大小的指标。再看冰芯中的气泡,气泡中的气体成分及其含量,是揭示大气成分的演化历史的钥匙。而冰芯的另一个指标——宇宙成因的同位素,则为科学家们的论证提供宇宙射线强度变化、太阳活动和地磁场强度变化的最有力的证据。
在人类有能力钻取南极冰芯之前,科学家往往通过历史记录、树木年轮、湖泊沉积、珊瑚沉积,以及在黄土、深海岩芯、孢粉、古土壤和沉积岩中可提取物质来分析气候环境变化信息。(图片来源:中国科学探险协会,北京市青少年科技俱乐部,北极科考团成员)