科学家用树木年轮记录青藏高原冰川变化

2019年03月14日08:50  来源:广州日报
 
原标题:科学家用树木年轮记录青藏高原冰川变化

  继使用卫星和相机等设备后,中国科学家开始尝试利用树木年轮记录青藏高原冰川变化。

  被称为“世界第三极”的青藏高原,拥有上万条冰川,并分布着亚洲众多江河的源头。科学家认为,了解青藏高原冰川的历史变化,及其未来在气候变暖背景下的影响十分重要,关乎人类生存环境。

  然而,由于高原地处偏远,气候恶劣,冰川观测途径稀缺,且目前大多数研究都是基于卫星数据,只能提供约近30年的短暂记录。

  中国科学院青藏高原研究所朱海峰教授用一种独特方式寻找冰川历史的痕迹:树轮。随着冰川融化,冰河床上沉积物逐渐暴露,且会有新树种开始生长。科学家可通过冰川退缩迹地上树木的更新,来推断几十年甚至上百年前冰川退缩的时间。

  树木伐倒后,树墩上有许多同心圆环,植物学上称为年轮。年轮一年产生一环,最靠近树皮的圆环是最新形成的。年轮不仅可反映树木年龄,还可反映树木生长的气候条件。

  青藏高原及其周边山脉是全球中低纬度冰川分布最为集中的地区,为亚洲多条大河提供水源。

  “气候寒冷的时候年轮长得比较窄,气候温暖的时候则比较宽,这可以反应当时气候的冷暖变化。”朱海峰说,“如果有石头砸中一棵树,树就会留下一个伤疤,而通过树轮就知道伤疤是何时形成的。”

  从2013年到2017年,由朱海峰带领的科研团队开始研究在中国、尼泊尔和巴基斯坦境内的冰川附近的树种。这些冰川分布于高原南缘喜马拉雅山、念青唐古拉山和横断山一带,该地区有两万七千多条冰川,其中有一万八千条位于喜马拉雅山脉。

  研究人员将重点放在包括西藏沙棘在内的三个树种上。朱海峰说,获取树轮并不需要砍树,通过钻取树芯就能获得年轮的样本。

  知道了树木年龄,就能解决最关键问题:冰川退缩后树木用多长时间可以定居至退缩迹地上?

  朱海峰举了一个例子来说明:2014年,研究人员在巴基斯坦境内喜马拉雅山最西端的南加帕尔巴特峰发现了一条冰川,根据史料图片,朱海峰判断它于1934年开始退缩。经过一系列树种选择和取样,找到了冰川遗迹上最古老的一棵沙棘树。

  “我们通过年轮计算出这棵树是1945年出生的,减去1934年就是11年。所以我们知道冰川退缩后,沙棘树经过11年就可以生长。”朱海峰说。

  有了这样的时间数据,研究人员可以采样相同的物种来计算青藏高原地区其他冰川消退的时间。

  此外,研究中还发现,树轮的采样距地面越近,准确度越高,冰川退缩的时间计算就会越准确。如果在距地面100厘米的位置取样木芯,那么树龄估算的误差可能在20年左右。但如果从距地面不到20厘米的位置取样,则误差会在5年之内。

  全球气候变暖令冰川退缩日渐加剧,成为青藏高原最大威胁。根据中科院2018年在青藏高原综合科考结果,青藏高原及其相邻地区的增温速度是全球平均值的两倍,冰川面积退缩了15%。冰川退缩面积与地区产水总量间的动态平衡被打破,一些灾害如冰崩、洪水等也随之而来。

  朱海峰的研究结果近日发表在国际期刊《地球与行星变化》上。“这个研究首次证实这种方法可用来记录青藏高原的冰川活动,而且可以很精确。”他说,“这对于我们了解几十年至几百年时间尺度上冰川对气候变化的响应提供帮助,也为预测未来冰川的变化提供借鉴。”(记者袁全)

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