来自冰川的空气是地球上最古走和最冷的空气,然而它提供了地球变暖的未来信息。科学家们正在迅速地发现古代的空气。
假如你是一位地质学家,你就要了解高山形成的原因,自然而然你会调查检验岩石和化石。可你想要知道我们今天呼吸的空气是否不同于千百万年前恐龙所呼吸的空气呢?你又在什么地方去寻找那古代的空气呢?科学家们正在改进方法去收集并研究古代空气的标本。通过比较现代空气与古代空气的区别,科学家们认识到我们的行星——地球上的空气正在变化,地球上充满了二氧化碳气;专家们说二氧化碳增加是引起地球变暖的原因。
冷=古老
在气候温暖的地方找不到古代空气,只有冰川才是找到古代空气最好的地方。
地球上大部分冰川是在高山上(例如瑞士的阿尔卑斯山)和靠近南北极地带。在这些地方每年的雪会降在往年的积雪上。新雪埋没了古老的雪。随着时间的推移,一层层的厚雪被几百英尺的雪覆盖成了坚固的冰——有几千年了,越是向下,冰就越古老。
陷入冰中的空气气泡是从大气中截获下来的。所以在气泡内的空气不同任何表面空气相混合,这种空气依然像几世纪以前的样子。
粉碎机——“胡桃夹”
一旦科学家们将冰带回实验室,便着手抽出陷在气泡中的空气。这是非常细致的工作。如果古代空气和现代空气一混合,标本就毁坏了。
汉斯 · 奥斯卡(Hans Oeschger)是瑞士一位物理学家,他设计出如何不熔化冰而能打开气泡。
首先,他和伯尔尼大学(the University of Berne)的研究人员们将冰柱岩心切成小方块的立体冰块。他们用在液体氮中冷却的夹钳操作处理这些立体冰块,所以冰不会熔化。
其次,他们将立体冰块投入称之为“胡桃夹”粉碎机的真空室。他们密封了“胡桃夹”,并抽出所有空气、然后他们轻轻打开开关,并通过“胡桃夹”粉碎机座格栅观察撞击的钻探针。一刹那间钻探针将冰碾碎成粉末。从粉碎冰块中漏出的空气被吸进一个不锈钢管中。
最后,通过标本射出一束红外辐射光。二氧化碳气(CO2)会吸收红外辐射光。科学家们就这样告诉你:通过标本可以精确地了解在古代空气中有多少CO2含量所获得的红外光谱数。
恐龙呼吸吗?
奥斯卡和他的研究队人员收集有2千个冰块。其中大部分储藏在商业食品冷藏库内,还有储藏冰冻(意大利式)烘馅饼、冰冻糖酱和冰淇淋。
其中还有些冰储藏在奥斯卡实验室的“冷藏库”内,好像图书在图书馆上架一样。你可以在“冷藏库”散步,看到格陵兰(Greenland)、南极洲(Antarctica)和瑞士(Switzerland)来的冰块试管。如果你随意推一下冰块试管,你可能得到2万年前冰河时代的冰。
科学家们有过他们共同遭遇的不幸。有时冷藏库发生故障,他们便失去1 ~ 2吨无价之宝的冰。
而这种麻烦是令人遗憾的。因为没有一个地方比冰川中未被污染的古代空气更好的了。科学家们对此深有体会。今天,有些大气、化学家在埃及金字塔旁边钻进一个地下坑道。他们要研究4600年前法老国王时期被密封在内的空气。他们感到遗憾,发现空气被埋葬在地坑内的烂木船搞糟了。
发现古代空气是地球上的一大新闻
前几年科学家们在琥珀内发现古代空气气泡。这琥珀有8千万年之久。如果空气也有8千万年,那么恐龙必定呼吸这种空气了。
科学家们粉碎了几块琥珀还分析了漏出的气体——用奥斯卡处理冰大致相同的方法,他们发现琥珀中的空气要比我们今天呼吸的空气所含的氧多得多。
科学家们确信他们的发现可以帮助说明恐龙为什么被灭绝?也许这庞然大物灭绝是因为令人惊异的高氧水平使恐龙习惯的呼吸突然开始中断。还有另外一些科学家要求在琥珀中分离出空气的纯度。有些试验似乎表明空气通过琥珀非常缓慢,这正好像空气通过塑料(制品)的苏打瓶一样。如果你将从未打开过的苏打瓶放在架子上几个星期,苏打便会起泡发出嘶嘶声。那是因为二氧化碳(CO2)通过塑料瓶渗漏了出去。琥珀是由非常相似于塑料的分子组成的。
幸而,冰中古代空气是纯净的,这对我们和未来都是一大新闻。在冰中古代空气标本表明:大气中CO2在19世纪工业革命期间开始大大上升。这是由于人类燃烧煤炭、石油和天然气造成的,将大量CO2投放到空气中;人们还砍伐整片森林营造农场和住房,自从19世纪以来,这些影响都表现在我们的空气之中。
从古老冰块的实物标本中我们认识到工业革命前空气中CO2的浓度为280 ppm,到1958年为止,空气中的CO2浓度为315 ppm,今天的空气中的浓度为350 ppm;CO2含量保持着上升之势
在冰岩芯中的证据表明过去15万年空气中CO2含量无论何时都大大下降;曾经有过一个冰河时代。每当CO2数目上升,冰块就会熔化。
所以,根据奥斯卡和其他科学家的说法,今天我们正引起CO2的增加就会在不久的将来越发加热我们的行星——地球。事实上、因为现在空气中CO2含量超过15万年前空气中的CO2含量,地球变得比以往任何时候都热。
[Science World,1989年1月27日]