由于南极大陆的冰盖厚度深达几百至几千米，而且气候极其寒冷，成冰过程中无融化现象，因而，冰川学家在研究南极大陆冰盖的年龄及其形成的历史过程时，采用了钻取冰岩芯样品的方法来测定冰川的年龄和形成过程。他们发现，从冰川的冰岩芯样品中，不仅能测定冰川的年龄及其形成过程，还可以得到相应历史年代的气温和降水资料，以及相应年代的二氧化碳等大气化学成分含量，开辟了恢复古气候和古环境的新的道路。

记载表明，从南极大陆冰盖获取的冰岩芯样品，至今已超过2 000米，获得了15万年以前的古气候和古环境资料。

怎样从冰岩芯中获取古气候和古环境资料呢？

首先，谈谈怎样获取冰龄的资料。南极大陆冰盖是由积雪本身的重量长年挤压而成，称作重力冰。在南极地区，由于气温低，积雪不融化，每年的积雪形成一层层沉积物，年覆一年，从底部至上逐渐形成一层层的冰层，越向上年代越新。冬季气温低，雪粒细而紧密；夏季气温高，雪粒粗而疏松；因而，冬夏季积雪形成的冰层之间具有显著的层理结构差异，宛如树干的年轮一样，用这种直观的方法只可辨认约90米厚的冰层，代表近500年的冰沉积。

要测定100米以上深度的冰层年龄，必须采用氧同位素方法。

所谓氧的同位素，即同属氧元素(O)但具有不同质量数的氧原子，如160，170和180就是氧的三种同位素。氧元素符号左上角的数就是它的质量数，显然，180的质量大于160。180不易蒸发，160易蒸发。因而，在夏天高温时，水中所含160减少，故180/160的值增加；冬天低温时，180/160的值减小。据此，测定冰岩芯中各冰层的180/160值的变化，即可确定冰层的年龄，其比值的每一起伏为一年。

有了冰层的冰龄资料，再进一步确定各冰龄的气温和降水，便有了历史气候的最基本资料了。

原则上，可以根据各年冰层厚度来确定当年降水量。其条件是，必须选取风速很小地区的冰岩芯资料才能排除风吹雪的影响。如在南极内陆区域，由于风速小，冰芯资料最理想。

用冰岩芯提取古代气温资料的方法，可通过如下途径来进行。

首先，实际测定一组现代南极冰盖上某点的气温以及相应时间降雪中180/160的值，得到南极地区气温与180/160值关系的曲线；之后，把过去某一年冰层中180/160值与上述曲线比较，即可知道当年的气温。

原苏联科学家利用这种方法，测定了南极东方站0～2 038米的冰岩芯样，从中提取了15万年以来全球气温的变化资料。获取古环境资料的方法可根据不同的大气化学成分而定。

二氧化碳与气候的密切关系，早为世界关注。因此，获取二氧化碳历史资料的问题首先得以提到日程。

在南极地区降雪堆积并挤压成冰层的过程中，总会保留下冰间空穴，保存着当年的空气。在分析冰岩芯样品时，分析冰芯中滞留氧泡的大气化学成分，即可测得其二氧化碳的含量。有了上述测定冰龄的前提，二氧化碳的历史演变资料即可得到。

依照同样方法，还可分析得到诸如甲烷、氮等气体的历史资料。

从冰岩芯样品中还可分析其他各种元素成分的历史资料，如硫，砷，氟，钾……这些都是研究环境变化的重要依据。同钻取冰岩芯样品分析古气候和古环境资料的思路一样，从南极地区的湖底沉积中钻取岩芯，也可得到古气候和古环境的历史资料。

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