炎炎夏日,来凉快一下!今天我们邀请的这位嘉宾,她研究的是冰,但不是我们日常生活中见到的冰。她研究的冰叫作“冰芯”,它来自遥远的极地或青藏高原,也来自远古的几十万年前。他们在艰难的气候环境中用钻机打下洞去,提取坚硬的冰柱样本,再到实验室中破解来自远古的密码。那么研究这些来自远古的标本最大的难点是什么?它们能为我们带来一些怎样的信息?用火山岩封存二氧化碳以延缓地球变暖是否可行呢?今天就来跟这位地球化学博士聊一聊吧。
【本期嘉宾】
胡焕婷,美国约翰霍普金斯大学地球化学博士,现为上海交通大学海洋学院副研究员,博士生导师。研究方向为稳定同位素地球化学及冰芯古气候学,主要研究方法为基于冰芯包裹气泡中气体的氧、氮同位素对冰芯定年并反演其中蕴含的古气候信息。
【本期知识点】
冰芯
冰芯(IceCore)是指从极地冰盖(如格陵兰岛或南极洲的冰盖)或高山冰川(如青藏高原冰盖)中,用冰芯钻机钻取的圆柱形冰样本。冰芯中蕴含了丰富的古气候信息,能够提供关于过去气候变化、气候模式、气温、降水、气体成分(如氧气、二氧化碳和甲烷)等的重要信息。冰芯中可用于重建古气候记录的指标包括:化学离子组成、水同位素组成、尘埃、火山灰、有机物及包裹气泡等。著名的深冰芯包括Vostok冰芯(42万年),EPIC Dome C冰芯(80万年),Dome Fuji冰芯(72万年)等。
冰芯包裹气
冰雪在极地地区积累的过程中经过沉积压实作用会形成封闭的气泡,将古代大气封存在极地冰盖中。冰芯包裹气记录显示,在过去80万年间的8个冰期-间冰期(冷期-暖期)旋回过程中,大气二氧化碳浓度在180-280 ppm之间波动。同时,通过将温室气体浓度与冰芯水同位素重建的古温度信息比对,发现二氧化碳浓度与地球温度呈正相关关系,揭示了温室气体对全球气候系统的调控作用。
同位素
同位素是指质子数相同但中子数不同的同一元素的不同原子,如氧同位素的三个稳定同位素16O,17O,18O,其质子数相同但因中子数逐渐增加而质量数不同。通过同位素质谱仪,可以实现氧元素各同位素相对含量的高精度测量。通过利用同位素在物质转换和相态变化过程中所具有的特性,帮助科学家深入理解各种环境、生态和生物系统中的复杂过程。目前,同位素研究已经成为多个领域诸如地球科学、生态学、环境科学和医学等研究的重要方法。如,冰芯包裹气的稳定同位素组成可实现对冰芯定年、重建古代降雪、古代气候突变等重要信息。
【时间轴】
07:52同位素不会说谎
13:11冰芯能够记录下80万年前的环境
23:46用火山岩封存二氧化碳?地球等得了,人类等不了。
31:32取一块冰,怎么把冰里的气泡提取出来?
36:12去南极想的是完成任务,去青藏高原想的是活着回来
46:06读博期间被导师打压到怀疑人生
【本期节目使用的音乐】
本期嘉宾推荐的五月天的《顽固》
【本期主播】
红总:传播学博士,一个留学咨询师
吴海云:文化研究博士,一个做媒体的
【制作团队】
·制作人:响子、Daytun
·出品人:红总
【出品方】
上海杭苇教育科技有限公司
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“你的酒怎么吱吱作响?”
“你怎么知道我用的是南极来的冰块?”