如果不看天氣預(yù)報(bào)，你還記得一周前的今天是什么天氣嗎？40年，甚至100年前，夏天下雨多不多？冬天下雪多不多？

為了破解人與自然、生命與環(huán)境氣候的密碼，有一群科學(xué)家一直行走在青藏高原上，默默擔(dān)當(dāng)著時(shí)光偵探，尋找大自然留下的氣候環(huán)境檔案。

9月1日，第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)姚檀棟院士帶領(lǐng)科考隊(duì)員登上央視《開(kāi)學(xué)第一課》的講臺(tái)，講述青藏科考的故事，探究樹(shù)芯、冰芯、巖芯中的氣候檔案，為全國(guó)中小學(xué)生上了一堂生動(dòng)有趣的“科學(xué)第一課”。

最年輕的檔案——樹(shù)芯

樹(shù)木是有生命的，它們從一顆很小的幼苗長(zhǎng)成參天大樹(shù)，需要幾十年甚至上百年，樹(shù)芯記錄了它的成長(zhǎng)過(guò)程。

科研人員在距離地面1.3米的高度鉆一個(gè)孔，鉆取樹(shù)木年輪的截面，也就是樹(shù)芯。這種方法給樹(shù)木留下的傷口只有鉆孔大小，樹(shù)木也會(huì)很快通過(guò)分泌樹(shù)脂把傷口堵上，不會(huì)對(duì)樹(shù)木造成傷害。

通過(guò)樹(shù)芯上的年輪寬度變化序列，科研人員可以獲取樹(shù)木的年齡和氣候變化情況。如果樹(shù)木生長(zhǎng)普遍對(duì)溫度敏感，年輪的寬窄變化就可以記錄歷史上的溫度變化。寬的年輪代表它這一年長(zhǎng)得很好，水熱條件充足。窄的代表這一年氣候較為寒冷。將樹(shù)木年輪與樣地調(diào)查相結(jié)合，可以反映過(guò)去森林高海拔邊界的變化，是擴(kuò)張了還是收縮了。比如我們發(fā)現(xiàn)了青藏高原過(guò)去100年森林邊界最高上升了80米。這條邊界向上推，代表樹(shù)木的數(shù)量向上增長(zhǎng)了，青藏高原的生態(tài)環(huán)境是向好的，森林面積是增加的。

無(wú)字天書(shū)——冰芯

2022年5月，第二次青藏科考隊(duì)在珠峰東絨布冰川海拔6500米鉆取了140米的透底冰芯，大概可以記錄過(guò)去兩千年氣候環(huán)境的變化。用肉眼觀察冰芯，有的看上去特別干凈，有的看起來(lái)有點(diǎn)臟。他們分別代表著過(guò)去怎樣的氣候環(huán)境？

距今十萬(wàn)年前，地球正經(jīng)歷著寒冷的末次冰期，那時(shí)候氣候又寒冷又干旱，大量沙塵沉降在冰川上，形成了看起來(lái)有些臟的冰芯。而在氣候溫暖濕潤(rùn)時(shí)，沙塵暴少，冰芯則變得很干凈。

仔細(xì)觀察，冰芯中還有很多像針眼一樣密集的小氣泡，他們記錄了當(dāng)時(shí)的大氣成分信息。雪降落在冰川上，慢慢壓實(shí)成冰，也把當(dāng)時(shí)的空氣封閉在里面。科研人員將冰芯處理成小塊兒放入不銹鋼容器中，抽真空后升溫融化，冰芯中的氣泡就會(huì)被釋放在不銹鋼容器中。通過(guò)分析這些氣泡，可以測(cè)量出當(dāng)時(shí)青藏高原空氣中存在的二氧化碳濃度是怎樣的。利用冰芯融水氫氧同位素分析，我們還可以提取冰芯記錄的溫度變化指標(biāo)。

天然地質(zhì)書(shū)——巖芯

地層巖芯也叫天然地質(zhì)史書(shū)。歷史書(shū)講述人類(lèi)發(fā)展歷史，而地層巖芯可以告訴大家地球的演化歷史。

分析巖芯可以直觀地觀察顏色變化、顆粒大小、結(jié)構(gòu)、物質(zhì)組成等。比如，一根來(lái)自青藏高原的巖芯，它的下部偏紅褐色，揭示地層沉積時(shí)是較淺水的干旱炎熱氧化環(huán)境，而上部青灰色則表示是較深水的濕潤(rùn)環(huán)境。

為什么同一個(gè)地方，忽然從一個(gè)干旱炎熱的淺水環(huán)境變成濕潤(rùn)的深水環(huán)境呢？

環(huán)境的轉(zhuǎn)變還要從青藏高原沒(méi)有形成之前說(shuō)起。那時(shí)候，中國(guó)總體氣候干燥炎熱，地理環(huán)境基本與現(xiàn)在的撒哈拉沙漠類(lèi)似。隨著青藏高原逐漸隆起，印度季風(fēng)慢慢形成并逐漸加強(qiáng)，印度洋的水汽在季風(fēng)的帶動(dòng)下逐漸北上的。當(dāng)高原隆起到一定程度，北上的水汽被擋住，大部分不能往北繼續(xù)走，只能變換方向，向東繞行，再繼續(xù)向北。從我國(guó)西南地區(qū)，逐漸北上。這個(gè)過(guò)程帶來(lái)了大量的雨水，原來(lái)被沙漠覆蓋的地方變成了現(xiàn)在的煙雨江南、魚(yú)米之鄉(xiāng)。因此巖芯的顏色也就從褐紅色變成了青灰色。

科研人員把巖芯帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行詳細(xì)的科學(xué)研究，通過(guò)精密儀器設(shè)備進(jìn)一步提取其記錄的氣候環(huán)境信息，了解巖芯地層形成時(shí)的古氣候環(huán)境，就可以揭示地質(zhì)歷史上滄海桑田等的古氣候環(huán)境演變過(guò)程。

結(jié)語(yǔ)：

青藏高原是一片圣土，它孕育了五千年中華文明，構(gòu)筑了我國(guó)西南部的天然屏障，也滋養(yǎng)了土地肥沃、物產(chǎn)豐富的魚(yú)米之鄉(xiāng)。我們對(duì)它的探索永無(wú)止境，對(duì)它的保護(hù)也將一如既往。

來(lái)源：中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所、央視新聞