作为"冰雪记忆"计划的一部分，PSI 的研究人员与弗里堡大学、威尼斯卡福斯卡里大学以及意大利国家研究理事会（CNR）极地科学研究所的同事一起，分析了 2018 年和 2020 年从瓦莱州大孔宾（Grand Combin）的科巴希耶尔（Corbassière）冰川钻取的冰芯。
即使是大孔宾河上的"永恒之冰"也不是永恒不变的。照片右上方可见由 PSI 研究员 Theo Jenk 领导的 2020 年冰雪记忆探险队的钻探营地。图片来源：CNR、卡福斯卡里大学/Riccardo Selvatico
发表在《自然-地球科学》（Nature Geoscience）上的论文中提到的两组冰芯对比显示：全球变暖至少已使这条冰川无法用作气候档案。
从大孔宾山（Grand Combin massif）的科巴希耶尔冰川（Corbassière glacier）已无法获得有关过去气候和空气污染的可靠信息，因为高山冰川融化的速度比以前假设的更快。PSI 环境化学实验室主任玛吉特-施维科夫斯基（Margit Schwikowski）和该研究的第一作者、博士生卡拉-胡贝尔（Carla Huber）领导的研究人员在比较锁定在冰层年轮中的颗粒物特征时，得出了这一令人警醒的结论。
冰川是气候研究的宝贵资料。冰川中保存着过去时代的气候条件和大气成分。因此，冰川与树年轮和海洋沉积物一样，可以作为所谓的气候研究档案。
通常情况下，冰中与颗粒结合的微量物质的数量会随季节变化而波动。铵、硝酸盐和硫酸盐等物质来自空气，通过降雪沉积在冰川上：夏季浓度高，冬季浓度低，因为空气寒冷时，从山谷中升起的污染空气量较少。
2018 年的冰芯是在初步研究期间从最深 14 米处钻取的，其中的沉积物可追溯到 2011 年。但是，由 PSI 研究员 Theo Jenk 领导钻探的 2020 年冰芯（深度达 18 米）仅在上三层或上四层显示出这些波动。
在冰层深处，也就是更远的过去，显示痕量物质浓度的曲线明显变得平缓，总量也更低。施维考斯基团队在本期《自然-地球科学》杂志上对此进行了报道。
大孔宾峰（Grand Combin）是位于宾夕法尼亚阿尔卑斯山脉西部的一座著名山峰，横跨瑞士和意大利边境。它海拔 4314 米（14154 英尺），是阿尔卑斯山的最高峰之一。该山峰以其险峻的美景而著称，拥有包括科巴希耶尔冰川在内的多条冰川。
他们对观测到的差异做出了解释：在 2018 年至 2020 年期间，冰川融化一定非常剧烈，以至于地表特别多的水渗入冰川，并将其中所含的微量物质带入冰川深处。
这位环境化学家总结说："但显然，那里的水并没有再次结冰，使痕量物质浓缩，相反，水却流走了，真的把它们冲走了"。
这会扭曲分层夹杂物的特征。气候档案遭到破坏。就好像有人闯入图书馆，不仅弄乱了所有书架和书籍，还偷走了大量书籍，并将剩余书籍中的单个单词弄混，导致无法重建原始文本。
研究人员检查了 2018 年至 2020 年的气象数据：由于大孔宾山山顶没有气象站，他们综合了周边气象站的数据，推算出了山上的研究区域。根据这一计算结果，冰川上的气候温暖，符合总体气候趋势，但这些年份并非极端异常值。
Schwikowski 说："由此我们得出结论，这种强烈的融化并不是单一的触发因素，而是近期许多温暖年份的结果。似乎已经跨过了一个门槛，现在导致了相对较强的影响"。
最重要的一点是，大孔宾湖的例子表明，冰川融化的进展比专家们想象的更加动态。
"很长时间以来，我们都清楚冰川舌正在后退。但我们没有想到，高山冰川的哺育区也会受到如此严重的影响，即冰川的最高处，也就是冰补充的形成地。"
到目前为止，研究人员已经研究了冰中氧同位素的分布情况（这可以提供温度变化的信息），以及铵、硝酸盐和硫酸盐等离子痕量化合物的分布情况。下一步，他们将分析冰中有机物质的特征在多大程度上也会受到影响。
施维科夫斯基对此感兴趣的另一个原因是，她与来自世界各地的其他冰芯专家一起，参与了由冰雪记忆基金会领导的倡议。这项研究工作的目的是在 20 年内从全球 20 个濒危冰川获取冰芯，并将其收集到全球气候档案中。这些冰芯被切割成长约一米、直径约八厘米的棒状，分别从深海中取出，将被永久、安全地保存在南极洲意大利-法国康科迪亚研究站的一个冰洞中，由一个国际管理机构进行长期管理。
南极附近平均零下 50摄氏度的可靠温度确保了这些冰芯在未来仍可用于研究，即使全球变暖导致所有高山冰川在某一时刻融化。这一点非常重要，因为分析方法在不断改进，后代科学家可以从冰中提取完全不同的信息。
大孔宾冰芯是这 20 个冰川样本之一。"但我们在山上就已经意识到，这不会有什么结果，"施维科夫斯基说。"正如我所说，2018 年的试钻看起来还是不错的。但在 2020 年，我们好几次遇到了厚厚的坚冰层，这些冰层是在冰水融化和再次冻结的过程中形成的。我们在 17 至 18 米深的地方遇到了这样一个特别厚的冰层，它的下面是一层非常含水的软冰层。这种过渡给我们带来了巨大的麻烦。特别是当我们钻到更深的地方再把它拔出来的时候，钻头被硬冰层卡住了。我们几乎失去了这个昂贵的设备"。
"由于在冰川鞍部其他地方的进一步尝试遇到了同样的地层和同样的困难，研究人员不得不放弃考察。实际上，他们想钻探 80 米深，直到基岩，以记录冰川数千年的全部档案。但这是不可能的。"我们的分析现在证实了这一点，"施维科夫斯基说。"在大孔宾区，我们已经太晚了。"
与时间赛跑
恐怕世界上其他尚未作为"冰雪记忆"一部分进行采样的冰川也是如此。
在阿尔卑斯山，除了项目团队于2016年首次钻探的海拔4250米的勃朗峰Col du Dôme冰川之外，只有位于意大利和瑞士边境的Colle Gnifetti冰川海拔更高，达到4450米，因此比Grand Combin冰川更冷。PSI 团队与"冰雪记忆基金会"（Ice Memory Foundation）的合作伙伴一起，于次年在那里获得了一个冰芯，上面的签名依然完好无损。玻利维亚安第斯山脉的伊利马尼冰芯、俄罗斯阿尔泰地区的贝卢哈冰芯和高加索地区的厄尔布鲁士冰芯也已获得。去年，还对斯匹次卑尔根和意大利的 Col del Lys 进行了考察。乞力马扎罗山是非洲唯一的重要冰体，但由于政治和行政问题，去年的考察未能成行。
该项目是一场与时间的赛跑。它绝不可能保证成功，像大孔宾这样的挫折每年都在增加。
编译自/scitechdaily