拯救地质和气候记录

散布在菲律宾各地的许多洞穴含有珍贵的地质构造，掌握着过去气候的关键信息。但由于当地采石，其中一些岩层可能被破坏。现在，斯坦福大学的一位科学家正在执行一项拯救它们的任务。

丹尼尔·伊巴拉(Daniel Ibarra)，理学学士12岁，硕士14岁，博士18岁，地质科学系博士后研究员。最近，他与斯坦福大学校友卡洛斯·普里莫·大卫(Carlos Primo David)合作，开始检索这些珍贵的气候档案。Ibarra将他们带到斯坦福大学，在那里他将使用复杂的地球化学技术——重建和扩展过去的气候记录。

伊巴拉说:“作为气候科学家，除了利用地质记录外，我们没有其他方法来确定过去气候是如何变化的。”“所以我们研究树木年轮、冰芯、湖泊、海洋沉积物和洞穴等档案。”

档案的洞穴

陆地上最重要的档案之一是洞穴沉积物，其中包含被称为洞穴沉积物的大型冰柱状矿床。这些洞穴中有许多位于菲律宾。因此，1月份，伊巴拉前往马尼拉，在那里他遇到了大卫和他的研究生。他们一起探索了吕宋岛的一系列洞穴，记录并收集了两种类型的洞穴化石:钟乳石和石笋。

钟乳石的形成是由于水从洞穴的顶部滴落下来，随着时间的推移慢慢沉淀下来，形成了一个同心圆形状的气候记录，类似于树上的年轮。石笋也是这样形成的，但它们是从地面向上生长的，是这些洞穴沉积物中最有用的。虽然这些地层估计有几千年的历史，但在菲律宾很少有人研究过。由于附近正在进行工业挖掘，它们可能很快就会永远消失。

Ibarra说:“这是一个活跃的水泥开采领域，所以我们只有几年的时间来获取化石。”“这有点像救援任务。”

在小心翼翼地从洞穴中取出这些化石之后，伊巴拉把它们带到了斯坦福大学，在那里，这些样本通过一个类似于碳定年的过程钻取，并用质谱仪测量铀的放射性衰变链进行年代测定。Ibarra使用探测器测量钍和铀同位素的不同比例，这告诉他样品的年龄。类似的质谱技术使用稳定的氧和碳同位素，用于确定洞穴形成时的温度和降雨量——这些数据将提高科学家对气候变化的理解。

Ibarra说:“我们关注的样本将把历史上的降雨记录追溯到几百年，甚至一千年以前。”“我们可以利用我们从这些样本中推断出的气候信息，来建立基准气候模型，我们也可以用这些模型来预测未来的气候变化。”

皮纳图博火山的风化作用

伊巴拉和大卫同时在皮纳图博火山周边地区进行相关研究。皮纳图博火山位于马尼拉西北约100英里，因1991年的大规模喷发而闻名。在那里，地球地下岩石的化学分解——一个被称为风化的过程——被认为是世界上速度最快的。

岩石的风化作用是二氧化碳在地质时期被封存的主要方式，使地球适宜居住。Ibarra和David正在测量风化率，方法是在一年的不同时间从河流中收集水样，并测量河流中钙、镁、钠和硅等元素的化学成分，这些元素是岩石的主要成分。

Ibarra解释说:“化学风化作用和随后海洋沉积物中的碳酸盐埋藏将大气中的二氧化碳隔离回地质碳循环中。”“风化作用通过火山脱气的变化或人类排放的长期影响来调节地球大气中的二氧化碳水平，从而保持温度可控。”

这两个研究项目都得到了科学和技术部门Balik科学家项目授予Ibarra的一个奖项的支持，该项目鼓励菲律宾裔科学家返回菲律宾分享他们的专业知识。通过该项目，他是由菲律宾大学的国家地质科学研究所和大卫教授主持。除了进行原创研究，Ibarra还在菲律宾大学就气候科学和地球化学进行了演讲。

伊巴拉计划今年春天返回菲律宾，继续收集洞穴沉积物和河流样本。他希望这项工作能帮助人们为环境的变化做好准备。

他说:“研究过去的气候为我们提供了一个路线图，我们可以预测由于未来气候变化而引起的降雨量和温度的变化，这可以为适应策略提供信息。”

新闻旨在传播有益信息，英文原版地址：https://news.stanford.edu/2019/03/07/rescuing-geologic-climate-records/