出品："SELF格致论道讲坛"大众号（ID：SELFtalks）
以下内容为我国科学院青藏高原研讨所张强弓讲演实录：
今日我讲的故事叫“冰川回忆”。所谓“冰川回忆”有两个层面的意思。榜首，冰川自身有回忆；第二，我想共享曩昔几年我做冰川研讨的故事。
我信任跟着物质日子水平的进步，咱们是有时机接触到冰川的。比方，图片中的云南玉龙雪山，咱们能够坐着缆车一向从山下上到4000多米高的冰川上，能够在冰川上行走乃至抚触冰山。
玉龙雪山白水1号冰川
假如去瑞士，咱们能够乘坐小火车，它会一向把咱们带到冰川的外表。这是瑞士闻名的少女峰，这是咱们拍的阿莱奇冰川，这条冰川十分长，像河流相同在活动。
瑞士阿莱奇冰川
关于咱们做科研的人来说，会有更多时机接触到一些不常见的冰川，比方这条坐落西藏东南部，名叫帕隆藏布4号的冰川。咱们能够看到，这条冰川像一条瀑布相同活动下来，十分纯洁，十分壮美，假如你来到这儿，一定会拿起相机拍个不断。
藏东南帕隆藏布4号冰川
这是一条在甘肃青藏高原东北部的冰川，叫老虎沟12号，姓名是冰川编目中给出的。它还有一个十分梦境的姓名——通明梦柯冰川，它的长度有10.1千米。或许咱们觉得10.1千米现已很长了，可是在山地冰川界里，它只是一个小字辈。国际上最长的山地冰川在帕米尔高原，是一条叫费德钦科的冰川，它的长度超越70千米，那可真是一条长冰川。
祁连山老虎沟12号冰川（通明梦柯冰川）@杜文涛
冰川有回忆吗？
讲到这儿，咱们或许会问，冰川是否有回忆呢？假如它有回忆，咱们又该怎样找到这些回忆呢？
冰川实践是降水经过多年累积构成的，所以会有十分显着的层理，一层白一层灰，这便是冰川每一年年层的累积。这张相片是2008年咱们在藏东南德木拉冰川的结尾摄影的。
藏东南德木拉冰川
咱们在冰川上挖了一个一人多深的雪坑，里边有十分显着的纹层，纹层中的灰色是沙尘。由于每年三四月份的气候十分枯燥，大气里的沙尘沉积下来，因此在冰川里构成了这样的纹理。
钻取冰芯
经过发掘雪坑，咱们能够看到冰川季节性的改变。咱们还能够经过钻取冰芯来观察到冰川每年的改变。这张图片显现的是咱们在冰川上用冰钻打冰柱的情形。每钻大约能打一两米深，然后咱们从冰孔中取出冰芯。相片中手持冰芯的是我的硕士和博士导师康世昌研讨员，他正在查看冰芯。
冰芯：冰川的回忆棒
冰芯里究竟有什么东西呢？咱们怎样来看“冰川的回忆”呢？现实上有许多目标。比方，咱们能够把冰融成水，测试里边的氢氧同位素比率，由于氢氧同位素的凹凸代表气温的动摇。
咱们还能够把每年的冰融成水后丈量水的体积，就能知道每年下了多少雨。当然，水里边还有许多化学目标，包括沙尘、离子、金属等，都是大气环境的指示。
解读冰川回忆
咱们看一下这个小冰块，它里边有十分细密的小气泡，这些气泡便是下雪的当年被压真实里边的，它们携带了远古时代大气成分的信息。
南极有国际上最大的冰盖，冰盖厚度超越3000米，科学家经过在南极钻探冰芯，然后将3000米长的冰芯从上到下摆放，就能够看到80万年以来气温文大气成分的改变。
冰芯中的气泡：远古空气的回忆
咱们能够看到，在天然前史时期，冰芯里边的一些信号是动摇的，反映了冰期和间冰期旋回的现象。气温尽管也是动摇的，但整体很安稳。所以说，冰川记载了许多（气温）时代改变的信息。
冰芯记载了气温文大气成分改变
这是2000多年前古罗马的斗兽场，古罗马是一个巨大的帝国，它的茂盛是建立在强壮生产力之上的，而强壮生产力的标志之一，是它有着十分老练的冶金技能。
古罗马
现在罗马的博物馆就陈设着当年冶金时代留下的痕迹，比方铅制的水管。其时铅的运用规划十分大，在冶金和提炼铅的进程中会发作许多粉尘，并释放到空气中。
罗马帝国时期的铅制水管
那么，这种空气是否会跟着大气环流飘到全球各个旮旯呢？冰芯给出了相应的答案。这张图显现了曩昔几千年来冰芯中铅含量的改变值。铅含量的峰值恰恰对应了罗马帝国最为昌盛的时期，而当罗马帝国的铅矿开采量下降往后，曲线也随之下降了，所以冰芯无缺地记载了人类活动的前史。
格陵兰冰芯 Hong et al., 1994
进入近代，人类活动更为剧烈。举一个比方，1944年原子弹诞生，1945年美军在比基尼岛进行了两次核爆炸试验，其间一次是水下核爆炸。核爆炸往后，许多的放射性元素跟着大气环流进入到全球各个区域。
二战后期和暗斗时期密布的核试验
这张表记载了1945～2018年国际首要核试验的次数，其间1958年、1962年和1963年全球进行核试验的次数最多。咱们能够看到，我国是在1964年进行了榜首次核爆炸。
1945-2018期间国际首要核试验
这跟冰芯有什么联络？没错，核爆炸发作的相关信号都会沉降在冰川中，从咱们钻出来的冰芯里也能够看到些信号。比方这支采自新疆和蒙古交界处的冰芯。咱们看，图中绿色和赤色的峰值处，大约对应的是10～20米深的冰层，这个当地也指向了1963年——核爆炸次数最多的时期。图中蓝色代表什么信号呢？其间一个坐标轴表明非陆源的硫酸根，这是一种火山的信号。
标志层（Reference Layer）Herren et al., 2013
冰川有回忆
假如说冰芯是一本没有页码的书，那么咱们就能够找到标志性的层位，从而把它的年纪序列建立好。所以，冰芯所反映出的核试验峰值和火山爆发峰值十分重要，它会帮忙咱们对这支冰芯进行无缺地定年，然后再康复其他的目标。
所以说，冰川是有回忆的，它将气候改变和人类活动无缺地冰封起来，能够说是一份无缺又高清的档案。现实上，我国青藏高原和它周边的一些山体是十分大的冰川储库，占有了中低纬度冰川2/3以上的数量和面积。
这是我国第2次冰川编目时做出的统计数据，咱们有48000多条冰川，面积超越5万平方千米，它给咱们做冰川研讨供给了十分好的材料。
我国冰川状况
2004年我作为第一批学生进入刚刚建立的我国科学院青藏高原研讨所进行学习。这之前，我的导师康世昌研讨员一向在从事冰芯的研讨。
这张相片记载了2003年他率队在西藏中南部的念青唐古拉山钻取冰芯的情形。相片上高高的像屋檐相同的便是念青唐古拉山的主峰，它有7000多米高，打钻的方位看上去十分平整，但高度也有5800米左右。
2003年 念青唐古拉主峰 海拔7162米
这便是其时作业的场景，终究他们钻取了一支120多米长的冰芯。
海拔5800处钻取了124m冰芯
2004年我入学往后，跟着部队又去了一次青藏高原，由于咱们觉得高原中部仅有一支冰芯的话，空间代表性不行。那次咱们走到了长江的源头——唐古拉山脉主峰格拉丹东峰，这个主峰的高度有6000多米。
这是早上咱们的车队在间隔格拉丹东峰三四十千米的当地摄影的一张相片。看上去路途还挺平整，但实践上，摄影后咱们整整花了三天的时刻才抵达冰川结尾，由于跋涉进程中不只没有路，还有许多沼地，车陷进沼地很长时刻，所以才会这么艰难地抵达冰川结尾。
2005年 格拉丹东峰 海拔6621米
咱们在冰川结尾大约海拔5100米的当地搭建了营地——三顶艳丽的小帐子。背上一些食物和设备，咱们就向冰川进发了。
户外营地 海拔5100米
咱们或许感觉冰川结尾看起来很小，但当咱们走近后，才发现上面有许多巨大的冰块。
冰川结尾
咱们看，我手里拿的这支竹竿有五六米长，首要用来丈量冰川活动的速度（和冰面改变），比照一下就能知道，我背面的这个冰块有十几米高。
咱们找到了一条比较好走的路，能够直达冰川外表。一路上咱们一向拖着设备，到了5600多米高的方位后，总算找到了一个合适打钻的平整区域。
海拔5250米
海拔5650米
冰芯钻取点 海拔5750米
或许有观众会问，5100米高的当地就有冰，为什么不在那打钻，非要去那么高的当地打钻？这是由于冰川的下部是融化区，它每年堆集的雪会小于融化的雪，而冰川上部气温很低，每年会堆集许多雪，因此叫作堆集区，咱们只要在堆集区打下冰钻，才干取得无缺的记载。比方，咱们2005年在这儿打钻，那么冰芯顶部记载的便是2005年的天然材料，然后一向往下数，大约能追溯到两千多年前。
冰川融化区与堆集区示意图
咱们在格拉丹东峰作业了一个多星期，取出了一支147米长的冰芯。
海拔5800处钻取了147m冰芯
在牦牛的协助下，咱们把冰芯运回究竟部的营地，终究成功运回到试验室。咱们把147米长的冰芯锯成了3000多个小块，再将外层的一些污染物质刮掉。
牦牛邮寄冰块
试验室
实践上，这便是高分辨率的前史记载了。咱们把样品水送到试验室，得到了一些化学目标。现在只差一步就能够得到无缺的前史记载，那便是时代。
万事俱备，只差定年
方才现已提示了咱们，咱们需求找到核爆炸还有火山爆发等事情对应的时代。在咱们的料想中，这些数值大约会在冰芯10～20米的当地呈现，但咱们重复找，仍是没有找到对应的数值。莫非是咱们找的当地不对？所以咱们向上找，没有找到，向下找，仍是没有找到。莫非从念青唐古拉山和格拉丹东峰取回的两个冰芯都没有记载核爆炸事情吗？
阅历了大约两年的时刻，找了各种目标，终究咱们总算找到了。图中赤色数值线对应的是格拉丹东峰的冰芯，咱们预期峰值应该呈现在20米左右的当地，现实上在5米的当地就呈现了。不过，咱们仍是没有在念青唐古拉山的冰芯中找到对应核爆炸的数值，这给咱们带来了很大的困扰，问题究竟出在哪里？
2014年，我把冰芯带到了瑞士的保罗希尔研讨所，这儿是国际上最大的核能、化工试验室。在这儿，咱们测试了冰芯中的一些放射性同位素，将其与之前取得的相关信息进行研讨。
瑞士Paul Scherrer Institute
研讨终究确认，格拉丹东这支冰芯的顶部对应的是1982年，也便是我出世的年份。可是这支冰芯是2005年打出来的，按理说，冰芯的顶部对应的应该是2005年，怎样会是1982年呢？换言之，格拉丹东冰芯1982～2005年的记载都不见了！而念青唐古拉冰芯的信息丢失量更大，记载最多就停留在1950年，冰川最近几十年的回忆都消失了！究竟发作了什么？
冰川终究的回忆消失了？
咱们来看看曩昔这些年究竟发作了什么事情吧。
联合国气候改变专门委员会每五年会安排一次评价。这是2013年宣布的一份评价陈述。陈述显现，从1980年开端，全球的气温继续升高，并且升高速度十分快。
在这种状况下，冰川会发作什么？没错，冰川融化的速度也会加速。这是珠穆朗玛峰的绒布冰川1921年和2007年的比照图以及阿尔卑斯某冰川1933年和2012年的比照图。
珠穆朗玛峰1921
珠穆朗玛峰2007
阿尔卑斯山1933
阿尔卑斯山2012
现实上，2018年11月我国科学院西北院联合绿色平和安排发布了一个陈述，说明晰我国冰川曩昔这些年发作的状况。陈述显现，黄河源头的阿尼玛卿哈龙冰川在最近十年畏缩了500多米，畏缩速度十分快。并且根据我的研讨，我想提示咱们，冰川不只仅在畏缩，并且它的外表积在缩小，厚度也在减薄。
沈永平 等 2018
这张图显现了1970年以来，冰山每年减薄的进程，其间青藏高原和阿尔卑斯山区域的冰川，每年减薄的速度都十分快。这才是我今日要着重的要点，那便是冰川不断畏缩，并且不断减薄。
打个形象的比方，曾经的冰川就像长发的贝克汉姆，十分潇洒、十分秀美，畏缩的冰川就像短发的贝克汉姆，而变薄的冰川就像剪了板寸的贝克汉姆。
Glacier 冰川
Glacier Retreating 冰川减退
Glacier Thinning 冰川减薄图片来源于网络
形成全球变暖的原因是什么？气候学家和科学家给出了定论，是人类活动。咱们看这张模拟图，当咱们把悉数天然因子算上后，模拟出的成果无法仿制所观测到的值，但当咱们把人为因素加入到核算模型后，成果就跟咱们的实测值相符了。这也证明，地球这些年的气温升高显着是人类活动形成的。
近期全球气温快速上升是人为的
关于这一点，咱们还能够从温室气体的排放状况得到印证。这是我方才展现冰芯气泡时给出的图片，其间只取了二氧化碳浓度值。咱们能够看到，曩昔80万年以来，二氧化碳的浓度尽管有动摇，但数值一向没有超越300ppm。
大气中CO2含量
图表最右边那条近乎笔直的线对应的是近些年二氧化碳浓度的改变值。从1950年以来，二氧化碳浓度在继续上升，到2018年11月20日，二氧化碳的浓度现已达到了408.5ppm，相关于工业革命之前现已上升了100个ppm。
大气中CO2含量
本来，是人类活动把冰川这些年的回忆给抹除了。曾经冰川记载了很长时刻的人类前史活动，但最近几十年激烈的人类活动形成了全球气候变暖，所以冰川的回忆才被部分抹除了。
冰芯研讨何去何从
于我而言，往后冰芯的研讨将何去何从？科学家猜测，未来还有更多的小冰川会消失。对此，我一度堕入溃散边际，一个研讨者的研讨目标都不在了，他还继续作业什么呢？所以我开端查找，冰川消退后，咱们该怎样研讨。
Glacier Disappearing 冰川消失（图片来源于网络）
这是南美的巴塔哥尼亚冰川，只是几年的时刻，它就畏缩了许多。
南美巴塔哥尼亚
这是瑞士的一条冰川，2011年和2015年一比照，它竟然退去了这么多。
瑞士Stein冰川和冰川湖
可是，在翻看这两条冰川材料的时分，我注意到一个现象，冰川下面有湖，冰川畏缩后，有没有或许冰川中的一些回忆搬运到了湖中呢？这是一个很有意思的发现，正所谓“不识庐山真面目，只缘身在此山中”，或许长时刻做冰川研讨，所以我的重视点一向只在冰川上，而没有重视到整个生态系统。
这是Stein冰川和Stein湖之间的联络图，1970时代，湖中污染物浓度呈现了榜首个峰值，这一峰值对应欧洲许多工业排放的时代。第二个峰值呈现在2000年往后，那时欧美开端施行大气减排办法，污染物浓度应该下降，为什么反而上升呢？本来，冰川快速融化后，有些回忆转到了湖里。
Stein冰川与Stein湖
我登时感到很振奋，我又有了新的研讨方向，即使全球气候变暖，我的研讨仍是可继续的。我将这种主意和之前的材料汇总，然后提出了这样一个观念：冰川和冰川湖所包括的信息是此消彼涨的。冰川快速融化的状况下，冰川湖会扩展，也会接收到更多冰川带来的回忆。
“冰川-冰川湖”此消彼长
短发的“贝克汉姆”笑了，我也笑了。当咱们冲出迷雾，找到了自己未来的研讨方向地点的时分，咱们的确感到十分高兴。
图片来源于网络
最近几年，我和课题组的搭档一向从事冰川和冰川湖联络的研讨，以及冰川的畏缩给人类带来的其他一些影响。
冰川俯视图
每次我飞临青藏高原和其他区域的时分，再次俯视这片冰川，我才真实体会到，冰川是活动的，回忆是活动的，冰川回忆融化的时分，也是科学思维开端活动的时分。谢谢咱们！
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