今年7月，我國科學家首次在青藏高原海拔超過4700米的納木錯深水區，于93.3米深處開始鉆探，并成功采集到了長度總計為951.12米的湖底巖芯，這是第二次青藏科考2024年重大標志性科考活動之一，也是迄今為止國際大陸科學鉆探計劃（ICDP）中海拔最高的鉆探項目，更是全球古氣候研究領域的重大突破，將助力人類通過珍貴的“巖芯膠囊”還原古氣候變遷的歷史，為應對未來氣候變化提供科學依據。

為何在納木錯鉆取湖“芯”

青藏高原作為世界屋脊、亞洲水塔和地球第三極，既是我國重要的生態安全屏障和戰略資源儲備基地，也是全球氣候變化的驅動器和地球系統科學研究的天然實驗室。它吸引著全球地球科學、生命科學及環境科學等多領域的科學家前來探索。青藏高原的古環境古氣候研究尤為關鍵，它是全球古氣候研究的重要一環，與南北極、深海及中國黃土的古氣候研究共同構成了地球系統科學研究的國際前沿與熱點。

20世紀60年代以來，全球古氣候研究以南極冰芯、格陵蘭冰芯、深海沉積物及中國黃土堆積為核心介質，取得了顯著進展，極大地推動了地球科學的發展。這些研究將地球氣候變化的歷史追溯至千萬年前，還揭示了氣候系統演化的周期性及其背后的控制因素，特別是太陽輻射量對軌道尺度氣候變化的影響，有效銜接了構造尺度上地貌格局演化與軌道尺度氣候變化的聯系。這些成果不僅深化了人類對地球自然變遷的理解，更為應對當前及未來氣候變化提供了堅實的科學基礎。

青藏高原的隆升，作為地球演化史上的重大事件，對亞洲乃至全球氣候與生態環境產生了深遠影響，尤其是促進了亞洲季風系統的形成。因此，探索古季風在不同時間尺度上的演化規律，以及西風環流與季風間的相互作用機制，成為了古氣候研究領域的熱點。青藏高原大量內陸湖泊是開展此研究的天然地質檔案，其沉積物中蘊藏著豐富的古氣候信息，提供了開展高分辨率連續古氣候研究的絕佳材料。相較于海洋鉆探，湖泊鉆探雖在規模與時間尺度上有所局限，但其分布廣泛、覆蓋多樣的氣候區域，使得在研究全球氣候變化時空差異方面具有獨特優勢。在眾多湖泊中，納木錯以其獨特的地理位置、廣闊的面積和深邃的水體脫穎而出，成為青藏高原內陸湖泊研究的典范。

鉆取過程

自2005年中國科學院青藏高原研究所在納木錯設立觀測站以來，該區域已成為國家級高寒湖泊研究基地。2014年，納木錯ICDP項目應運而生，聚焦于挖掘其深水區厚達700余米的沉積物，旨在揭示百萬年古氣候信息，項目迅速成為世界級鉆探焦點。歷經數年籌備與國際合作，項目于2020年啟動。面對國際局勢變化挑戰，項目組堅持自主創新路線，從鉆探平臺、拖船到巖芯采樣管，再到施工隊伍，全部以國產制造和國內組織為主，確保了項目的順利推進。

2024年5月，項目進入實施階段。經過緊張籌備，鉆探平臺下水，科考營地建立，70余名隊員投入作業。經過42天的連續奮戰，項目團隊成功鉆探至510.2米深，總進尺達1413米，巖芯總長951.12米，創造了我國湖泊鉆探深度與巖芯長度的雙項新紀錄，達到國際領先水平。過程中，團隊克服了設備調試、程序磨合、特殊地層處理等難題，同時應對高海拔、惡劣天氣等自然挑戰，展現了中外科學家團結協作和勇于探索的精神。

此次科考成功得益于ICDP推動，匯聚中國、德國、瑞士、英國、美國等多國科學家，以中國力量為主，特別是科考中使用的水上鉆探平臺和技術人員主要來自中國，采集的巖芯在國內進行初步研究并永久保存。ICDP自成立以來，已在全球貝加爾湖、馬拉維湖、死海等湖進行了鉆探，推動了地球科學領域的國際合作。中國作為ICDP創始國之一，已成功開展多個鉆探項目。如松遼盆地的“松科二井”，以7018米深度成為全球首例鉆穿白堊系的科學鉆井，彰顯我國在該領域的世界領先地位。此次納木錯湖芯采集項目的實施，不僅有助于我國贏得更多的科學話語權和影響力，更為解開青藏高原及全球古氣候變遷之謎提供關鍵線索。

重大科學意義

納木錯近千米湖芯的成功獲取，標志著歷時十年之久的納木錯ICDP鉆探項目完成了關鍵性一步，不僅有利于提升我國科學家牽頭的國際團隊在國際湖泊鉆探領域的影響，也是青藏高原古氣候研究領域的一個里程碑式的進展，對青藏高原地球科學研究具有深遠影響。

該湖芯的鉆探深度達510.2米，結合沉積物地震剖面測量與既有研究，其記錄可追溯至60萬年前甚至更早，從而將青藏高原湖泊的連續沉積序列研究從十萬年尺度提升至百萬年尺度。從大尺度空間視角審視，貝加爾湖至孟加拉灣、土耳其凡湖至中國南海及印度尼西亞托武蒂湖，均已有科學鉆探記錄。納木錯，坐落于青藏高原中部，恰為南北鉆探路徑的交匯區，是科學鉆探的空白區。納木錯ICDP鉆探項目成功填補了這一空白，為全球古氣候研究貢獻了來自青藏高原核心地帶的新證據，彰顯了其獨特的科學價值。

通過納木錯湖芯，科學家可深入研究該地區的氣候變化機制、印度季風與西風環流相互作用、冰期—間冰期旋回及其轉換特征，以及水生生物對環境變化的響應與適應，乃至本地物種的演化。此外，與南北極、北大西洋等典型地區的古氣候序列對比，將揭示第三極地區與其他地區氣候變化的異同及相互影響機制，為理解青藏高原在地球環境演化中的角色提供重要依據，推動古氣候研究的深入發展。

未來展望

納木錯ICDP項目組將繼續沿著既定的研究方案，開展聯合攻關，解決湖泊沉積物百萬年時間尺度上的年代確定難題，建立該巖芯的精確年代框架，從而建立該區域的“標準”年代標尺，為開展全方位環境變化及全球對比研究打下堅實的基礎。

科學研究主要通過湖芯的多指標綜合分析開展，包括建立反映氣候環境變化多方面特征的連續序列，如冷暖干濕變化、冰期—間冰期特征及氣候狀況的年均溫和年降水定量重建等。古氣候數值模擬是開展大尺度氣候變化研究的有效工具，能夠獲取全球尺度網格化的氣候參數，是連接過去、現在和未來氣候變化的重要科學手段。古氣候模式的精確表達和計算離不開地質記錄數據的校驗，納木錯千米湖芯代用指標曲線填補了該區域的地質記錄空白，有望為氣候模式提供精確的驗證數據，從而為全球古氣候研究提供來自青藏高原這一關鍵區域的證據，為地球系統科學研究作出重要的科學貢獻。（作者系中國科學院青藏高原研究所研究員）

來源: 學習時報