为“地球档案” 千里迢迢踏上取“芯”路 西安市科学家团队远赴巴基斯坦科考

科考小队在湖泊上的采样平台合影。（受访者供图）

■记者张潇

“漫长的地质历史上，许许多多的沉积物在搬运沉积的过程中记录了地球气候环境的变迁，他们成为了记录古气候古环境变化的‘历史档案’。在对这些沉积物进行取样的过程中，经常要使用钻取岩心的手段由于科学钻探取样（芯）的过程繁琐，计算精细，要求严格，且储藏与运输不便，因此每一支‘芯’都显得弥足珍贵，而一般人也很难亲自去体验一番漫漫取‘芯’之路。”12月11日，参加湖泊科考，回国不久的中科院地球环境研究所博士生李良波接受了记者采访。

10月15日，为深入研究冰川进退、古气候的重建、全球气候变化等，李良波参与的一支西安市中科院地球环境研究所科研小分队远赴巴基斯坦北部克什米尔地区（吉尔吉特-巴蒂尔斯坦）斯卡度（Skardu）的冰川和湖泊进行钻探工作。

各类“芯”是难得的“地球档案”

为何这些“芯”如此珍贵？李良波解释说：“芯”包括深海沉积物岩心、湖泊沉积物岩心、冰芯、盆地岩心、黄土岩心等。它们分为哪些种类？又为何它们可以反映气候变化？李良波表示，我们赖以生存的地球是一个古老而又奇幻的星球，46亿年来，地球上各圈层之间通过物质交换碰撞出五彩斑斓的地质火花。诸如构造事件，冰期间冰期旋回，生物爆发与灭亡，气候变化等都被记录在星球的某个角落。在这些“地球档案”中，海洋沉积物、冰芯、黄土是重现地球不同时间尺度下区域气候、环境变化、人类活动以及生态历史的三大支柱，是深入认识地球系统的岁月变迁，地球气候环境的沧海桑田的重要研究载体。

此次冰川联合大科考项目，地环所科研团队主要负责地表过程与现代风化实验室主要承担湖芯钻探工作，工作时间计划30天，科考采样工作由该所金章东研究员为总顾问，该所常宏研究员带队，小组其他人员有陈晨，苟龙飞，李良波、徐阳等4名在所学生。

取芯用什么采？李良波介绍，这是一套专门的设备，名叫沉积物取样平台，组装后平台夹板长3.6米，宽2.8米，总载重可达2.6吨。通过反复回次钻孔，计算重复并获得完整序列沉积物放到PVC管中。不同的是陆地钻是机械的而我们是手动控制，即人力控制绞盘，通过重锤的反复夯砸，实现取芯管的向下进尺，通俗点就是人力手动打桩机，最后得到完整连续的湖泊沉积物（湖芯）序列。

风餐露宿的“专业湖芯钻探”小队

年轻的李良波26岁，90后的他很活泼，他形象地介绍：所谓兵马未动，粮草先行，为保证工作顺利进行，我们提前将所有野外钻探设备，仪器及生活劳保用品一并清点打包装箱，再通过大卡车托运，经新疆喀什特区红旗拉普口岸出关运至巴基斯坦SOST边境港口。然而旅程非常艰辛，科考团队坐着国际大巴从塔什库尔干县经红旗拉普口岸一路风尘仆仆赶到SOST（巴基斯坦边境港口）。再经过3天的车程，好几次遇到山体塌方使我们不得不停下脚步，连续的舟车劳顿与颠簸让团员几近崩溃。

回顾这段经历，李良波笑着说：“在这个物资匮乏，通信不好的工作里，我们开始慢慢去认识它接受它。而我们此次野外科考主要负责对Satpara湖泊进行考察，作为一支专业湖芯钻探小队，我们的一贯风格与服务宗旨是：‘快，准，透’，即争取最迅捷的速度，凭借最熟练专业的操守，以最精准取芯流程，将湖泊沉积物彻底打透到底，并最终获得完整连续的沉积物序列。”

平台的组装是个体力活也是个细心活，每一颗铆钉与卡扣将每一个细小部件搭配地恰到好处，天衣无缝。一旦某一部件损坏或是某个零件、螺丝缺失都无法将平台连接成一个整体。一次不经意的马虎最终很有可能会导致取芯作业的铩羽而归。这也是“湖芯打钻人”必须始终牢记的。

在他的科考日记里，李良波这样写道：冰芯组今天的任务是确定降落点，而我们的任务则是寻找最佳取芯点，继而抛锚，固定平台。利用皮筏艇将平台牵引至湖中央，遵循“一观二探三定”的基本原则，首先观察湖泊及周围的地形地貌，再通过测深仪扫面，寻找到湖水最深且湖底地势平坦的区域后，确定最佳打钻点。平台固定好了，反复确定水深，计算进尺深度与水泥界面，以保证首芯获得最表层的沉积物。越往下难度越大。反复夯砸后，进尺刻度线纹丝不动，遂将取芯套管提上来发现底部大量砾石，细砂，我们确认打透到底。

李良波表示，由于Satpara湖年龄只有近4000年，沉积物厚度不大，且黏土较少，因此最终获得约4米的完整连续湖芯。A点取芯工作完成，接下来我们要移动平台，在合适的地点再次固定位置并进行平行钻B点的湖芯采样工作。

11月12日，经过8天的连续鏖战，科考小队顺利完成SatparaLake的湖芯钻探工作。共计获得两组平行样品，湖芯长约4米，沉积物序列完整，钻探作业确认到底（底部见砂石，砾石，确认打到基岩），采样过程及样品信息均已详细记录于原始记录表。小队马不停蹄的着手拆卸平台，整理样品，清点仪器，统计部件损耗，并第一时间向“总指挥官”金章东老师汇报取样成果。

对全球气候变化等相关领域研究具有深远意义

据介绍，此次科研应巴基斯坦相关科研机构的邀请，响应“一带一路”国家发展倡议，同时配合中巴经济走廊冰川联合大科考项目的顺利进行，中国科学院地球环境研究所（IEECAS，西安）与青藏高原研究所（ITPCAS，北京）再次携手合作，精诚团结，分别对位于巴基斯坦北部克什米尔地区（吉尔吉特-巴蒂尔斯坦）斯卡度（Skardu）的冰川和湖泊进行钻探工作。

“虽然此次组团出国科考过程中还存在些许不尽如人意的地方，但我们一定会积累经验，不断提升自我。相信我们以后会做得更好，因为在极端条件下保持极高的工作效率和工作激情始终是我们永远坚持的卓越品质。”李良波说。

钻探工作的顺利完成有什么价值？李良波表示，有助于我们进一步认识和了解湖泊的形成与演化、区域构造运动、沉积物的源汇过程及冰川波动(融解与补给)，对地质灾害预警及防治、古气候的重建、全球气候变化等相关领域的研究具有深远意义，为冰川大科考提供第一手资料。

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