随着南极洲短暂的春季结束和漫长的夏季临近，地球科学家正蜂拥至这片冰冻的大陆，开始一种新的探索。
12月，第一台旨在寻找至少有150万年历史的具有科学价值的冰样本的钻机将开始工作。这是寻找提取地球最古老的冰芯的最佳地点的更广泛努力的一部分，这将有助于揭示气候如何塑造地球的过去以及如何预测未来的波动。
“这个激动人心的野外考察季节应该使我们在决定在哪里钻取最古老的冰芯方面更近一步，”德国不来梅哈芬阿尔弗雷德·韦格纳极地和海洋研究所的冰川学家奥拉夫·艾森说，他负责协调一个由欧盟资助的探索团队。
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十多年前，欧洲南极冰芯项目（EPICA）从南极洲东部的冰穹C钻取了最古老的现有冰芯，其中包含80万年前的冰。该冰芯只能追溯到更新世晚期，当时地球开始每10万年循环一次冷暖时期。在100万年前，循环每4万年发生一次（L. E. Lisiecki 和 M. E. Raymo 古海洋学 20, PA1003; 2005），因此科学家们希望获得一个比EPICA冰芯年龄大两倍的冰芯，以便更好地理解这种转变。
挖掘这样的冰芯将花费约5000万美元，并且需要数年时间，因此研究人员希望确保该地点是最佳的——冰足够深，但不会因地热活动而在底部融化。“彻底调查所有方案绝对至关重要，”艾森说。一种新型钻机应运而生，旨在进行快速、廉价的勘探，而不是像以前的深钻机那样提取单个完整的冰芯。
一个有希望的地点，即“小冰穹C”，距离EPICA站点仅40公里，英国剑桥南极调查局的气候科学家罗伯特·马尔瓦尼领导的价值50万英镑（62万美元）的快速访问同位素钻机（RAID）将于本月开始在那里钻探。RAID是一种窄钻机，大约7天即可挖掘到600米深处，而EPICA等3.4公里长的冰芯则需要5年时间。RAID不是提取冰芯，而是测量冰的温度并收集冰屑。然后，科学家将梳理这些冰屑，从中寻找同位素线索，以了解冰盖底部冰的年龄和温度。
一种更昂贵的勘探仪器，将在本季在冰穹C进行首次钻探测试，应该准备好明年进行更深入的研究。由法国格勒诺布尔约瑟夫·傅立叶大学的冰川学家热罗姆·查佩拉兹领导，价值320万欧元（340万美元）的SUBGLACIOR探头，其宽度与RAID大致相同，可以在一个季度内穿透超过3公里厚的冰盖。
英国和法国的钻探项目都是欧盟合作的一部分。此外，本季，由加利福尼亚州拉霍亚斯克里普斯海洋研究所的气候学家杰弗里·塞弗林豪斯领导的美国团队，将在罗斯岛美国麦克默多站附近的明纳布拉夫测试价值1050万美元的快速访问冰钻（也缩写为RAID）。它产生的孔洞约为50厘米——比SUBGLACIOR或英国RAID的孔洞都要宽——它是唯一可以从冰芯底部提取岩石的快速钻机。下个南极夏季，该团队将开始寻找150万年前的冰芯地点。
冰穹C是其首次挖掘的一个选择。另一个选择是南极洲玛丽皇后地相对未开发的冰穹F，地面雷达表明它是一个有希望的候选地点。1月份，一个德国团队将在那里进行勘探飞行。该雷达调查由与英国RAID和SUBGLACIOR钻机相同的欧洲拨款资助，将更全面地了解冰的厚度。塞弗林豪斯说，他的团队将在决定美国RAID的指向位置时关注这些数据。
来源：Nature，2016年12月1日，doi:10.1038/540018a；来源：H. Fischer 等人，Clim. Past 9, 2489–2505 (2013)
美国和欧洲的团队都在一个伞形小组下工作。国际冰芯科学合作组织（IPICS）旨在确定一个合适的地点，以便在未来两年内钻取一个代表南极洲最古老冰的冰芯。艾森说，该钻探可能会在2020年底开始。但是，国际团队将如何在联合项目上合作或分摊资金尚不清楚。
有可能更早出现破纪录的古老冰芯。多年来，上海中国极地研究所的科学家（也是IPICS的成员）一直在探测覆盖南极大陆中心附近高原冰穹A的冰盖。艾森说，他们使用的是传统的取芯器而不是快速勘探钻机，正在努力从该地区获得一个深而完整的冰芯，并且有可能追溯到150万年前。他说，这种出人意料的成功将会增加其他国家团队制造自己记录的压力。
多个冰芯将有利于科学。“我们将继续我们的项目，”艾森说。在任何情况下，IPICS的努力最好是挖掘多个150万年前的冰芯。“你不能相信单个冰芯，”塞弗林豪斯说。“我们绝对需要来自不同热力制度的不同记录。”
本文经许可转载，并于2016年11月29日首次发表。