冰川變化 問樹輪就知道

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【本報綜合報導】被稱為「世界第三極」的青藏高原,擁有上萬條冰川,並分布著亞洲眾多江河的源頭。科學家認為,了解青藏高原冰川的歷史變化,及其未來在氣候暖化背景下的影響,攸關人類生存環境。
過去由於青藏高原地處偏遠、氣候惡劣,冰川觀測途徑闕如,大多數研究都基於衛星數據,只能提供約近三十年的短暫紀錄。近期大陸科學家繼使用衛星和相機等設備後,開始嘗試利用樹木年輪記錄青藏高原冰川變化。
大陸科學院青藏高原研究所教授朱海峰,用一種獨特方式尋找冰川歷史的痕跡:樹輪。隨著冰川融化,冰河床上沉積物逐漸暴露,且會有新樹種開始生長。科學家可透過冰川退縮跡地上樹木的更新,來推斷幾十年甚至上百年前冰川退縮的時間。
樹木的橫斷面上有許多同心圓環,植物學上稱為年輪。年輪一年產生一環,最靠近樹皮的圓環是最新形成的。年輪不僅可反映樹木年齡,還可反映樹木生長的氣候條件。
「氣候寒冷的時候年輪長得比較窄,氣候溫暖的時候比較寬,這可以反映當時氣候的冷暖變化。」朱海峰說:「如果有石頭砸中一棵樹,樹就會留下一個傷疤,從樹輪就知道傷疤是何時形成的。」
從二○一三年到二○一七年,由朱海峰帶領的科研團隊開始研究在大陸、尼泊爾和巴基斯坦境內冰川附近的樹種。這些冰川分布於高原南緣喜馬拉雅山、念青唐古拉山和橫斷山一帶,這個地區有兩萬七千多條冰川,其中有一萬八千條位於喜馬拉雅山脈。
研究人員將重點放在包括西藏沙棘在內的三個樹種上。朱海峰表示,獲取樹輪並不需要砍樹,鑽取樹芯就能獲得年輪的樣本。
知道了樹木年齡,就能解決最關鍵問題:冰川退縮後樹木用多長時間可以定居至退縮跡地上?
樹輪採樣
距地面愈近愈準確
二○一四年,研究人員經過一系列樹種選擇和取樣,找到了冰川遺跡上最古老的一棵沙棘樹。透過年輪計算出,「沙棘樹經過十一年就可以生長」。朱海峰說:「有了這樣的時間數據,研究人員可以採樣相同的物種,計算青藏高原地區其他冰川消退的時間。」
研究中還發現,樹輪的採樣距地面愈近,準確度愈高,冰川退縮的時間計算就會愈準確。
如果在距地面一百厘米的位置取樣木芯,那麼樹齡估算的誤差可能在二十年左右。但如果從距地面不到二十厘米的位置取樣,則誤差會在五年之內。
全球氣候暖化令冰川退縮日漸加劇,成為青藏高原最大威脅。根據科學院二○一八年在青藏高原綜合科考結果,青藏高原及其相鄰地區的增溫速度是全球平均值的兩倍,冰川面積退縮了百分之十五。冰川退縮面積與地區產水總量間的動態平衡被打破,一些災害如冰崩、洪水等也隨之而來。
朱海峰的研究結果近日發表在國際期刊《地球與行星變化》上。「這個研究首次證實這種方法可用來記錄青藏高原的冰川活動,而且可以很精確。」他說:「這對於我們了解幾十年至幾百年間,冰川對氣候變化的影響提供幫助,也為預測未來冰川的變化提供借鏡。」

年輪不僅可反映樹的年齡,還可反映樹木生長的氣候條件。圖/資料照片
年輪不僅可反映樹的年齡,還可反映樹木生長的氣候條件。圖/資料照片

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