近年来,异常高温、特大暴雨和超级干旱频发,人们普遍认为这是全球变暖在作祟。但西方有一种观点乐观地认为,地球已经开始向冷期转变,因此无须担心温室气体排放。
这种说法科学吗?今年6月,中国科学家通过我国渭河盆地512米钻孔岩芯,重建了过去200万年东亚季风变化历史,发现温暖期至少还将持续1.2万年!有力驳斥了上述说法。
而512米钻孔只是“前菜”,7月28日“正菜”上桌——“渭河盆地深钻计划”开钻,一期工程计划钻探深度3000米,二期将获取超万米的沉积记录,从而解锁东亚6600万年的气候变迁密码。届时,科学家将在气候学界发出更坚定的中国声音。
“我国渭河盆地新生代沉积厚7500米,是世界一流新生代气候环境变化珍贵档案。”项目负责人、中国科学院地球环境研究所(以下简称地球环境所)研究员孙有斌说。
项目首席科学家、中国科学院院士安芷生坦言,获得100%完整岩芯是一大难点,甚至不太可能实现。但他们将响应国家战略,向地球深部进军。
“把黄土研究搞上去”
地质学中有一句名言:“现在是认识过去的一把钥匙。”这把钥匙就是深埋在地下的地质记录,其中藏着知古鉴今、预测未来的密码,也是人类认识宜居地球的关键。
20世纪80年代,随着全球性升温,国际上开始兴起全球变化研究。我国极具战略眼光的老一辈科学家刘东生、施雅风等人意识到,中国黄土是研究全球气候变化的独特档案,黄土研究将来一定能在国际舞台上占有一席之地。但在当时,国内还没有一支建制化研究队伍。
在他们的倡议下,1985年,中国科学院西安黄土与第四纪地质研究室(地球环境所前身)应运而生,旨在立足中国黄土研究全球变化。刘东生的学生安芷生便是在那时来到西安,扎根黄土,直至今日。
我国的黄土高原不仅幅员辽阔,厚度也达50米以上,这么多黄土是如何形成的?这在当时的国际学术界并没有合理的理论解释。
1991年,安芷生原创性地提出季风控制论,认为亚洲季风是我国黄土形成的直接原因。“夏季降水增加和温度升高致使植被覆盖增加、土壤发育,而冬季风加强则带来沙尘暴和粉尘堆积,形成黄土。”安芷生说,看似简单的理论,背后是大胆假设和谨慎求证。当时,国际学术界通常认为东亚环境变化是冰期、间冰期交替造成的。季风控制论刚提出时,连老师刘东生都不认同,但很快就被充分的证据说服。
2000年前后,国家开始重视生态环境建设,地球环境所适时组建生态环境研究室,瞄准黄河流域生态保护和高质量发展这一国家重大需求,开展前瞻性、基础性研究工作。
2023年开始,地球环境所联合长安大学开启为期3年的黄河流域全域综合科学考察。这是近年来首次开展的黄河科考,将为黄河流域生态保护和高质量发展提供科学依据。
围绕黄河流域生态保护和高质量、生态屏障区建设与经济社会发展、黄河“几字弯”攻坚战等国家重大需求,地球环境所调研形成多份咨询建议,得到国家相关部门高度重视。
2001年,“中国大陆环境科学钻探计划”启动,拉开我国系统性陆相沉积钻探的序幕。首钻选择位于典型印度季风区的云南鹤庆盆地,2002年成功获取了737米连续沉积序列。
过去,印度季风变化的认知主要来自国外科学家对印度洋沉积的研究,但由于海洋记录分辨率较低,每米沉积可能跨越了几万年。而鹤庆盆地是陆相记录,700多米的岩芯只历经了200多万年,分辨率大大提高,为印度季风变迁研究提供了绝佳材料。
“渭河盆地深钻计划”一期开钻
始于距今6600万年的新生代是地球历史上最新的一个地质时代,由于气候变化剧烈、生物响应复杂,其研究对理解地球宜居性演化至关重要。目前科学家已经建立了海洋中整个新生代气候变化记录,但连续陆相沉积匮乏,我国渭河盆地有望填补这一空白。
渭河盆地位于黄土高原与秦岭造山带之间,对东亚季风气候变化非常敏感,物探资料显示它保存了超过7500米的巨厚细粒河湖相沉积。其独特之处在于一直处在沉降状态,没有再经历构造抬升和变形,能获得完整连续的沉积记录,是世界一流的开展新生代气候环境变化、构造——气候相互作用、地球人类宜居性研究的理想场所。
7月28日,“渭河盆地深钻计划”一期工程在陕西渭南市临渭区官路镇开钻。
“渭河盆地深钻计划”由中国科学院地球环境研究所安芷生院士联合多国科学家共同发起,获得国际大陆钻探计划(ICDP)、深地国家科技重大专项、国家自然科学基金委员会和中国科学院联合资助。该计划将在渭河盆地开展环境钻探,通过获取超万米岩芯,系统研究岩石圈、水圈、生物圈的协同演化过程,揭示新生代东亚气候环境演变过程与规律,评估地热与氦气资源潜力,满足国家深地战略的重大需求。
“渭河盆地深钻计划”分两个阶段实施,目前开展的为第一阶段工程,计划获取上部3000米沉积地层,重建晚中新世以来东亚多尺度水文气候变率及全球联系;第二阶段将获取盆地超万米完整的沉积记录,揭示新生代季风演化过程及其与青藏高原——秦岭隆升的耦合关系,评估深部地热和氦气资源潜力。
相比于深海钻探,渭河盆地的陆相沉积能提供更高分辨率的气候记录,为理解黄土高原生态演变、预测未来气候趋势提供关键依据,有望填补全球新生代陆相气候记录的空白,为全球气候变化研究提供中国岩芯。 综合央视、中国科学报