2020年8月，中國科學院青藏高原研究所湖泊與環境變化團隊首次在青藏高原納木錯中心湖區近百米水下成功獲取144.79米巖芯。什麼是巖芯？獲取巖芯有什麼用處？巖芯裡又藏著什麼秘密呢？

“天湖”納木錯：氣候環境資訊的聚集地

湖泊作為地球陸地水圈的重要組成部分，聯絡著大氣圈、生物圈和岩石圈，是各圈層相互作用的連線點，是大氣、水、沉積物介面等進行物質和能量交換的場所。

青藏高原上的湖泊以內陸封閉湖泊為主，即湖泊中的水不流出湖盆，而是作為一個相對獨立的地理系統存在和發展。封閉湖泊一般是整個流域的最低處，因此也是流域內岩石、土壤、植被、河流及人類活動等資訊的聚集地。

科學家透過採集湖泊沉積物開展相關分析和研究，可以反推沉積物形成時的氣候環境狀況，這就是古氣候和古環境重建研究。透過鑽探從沉積物中取出的柱狀樣品就是巖芯。

納木錯中心湖區水上鑽探平臺（供圖/ 王君波）

“天湖”的巖芯裡藏著什麼秘密

透過湖泊巖芯開展的不同時間尺度的古氣候重建研究，可以讓我們深入瞭解過去的氣候環境狀況，並建立相應的演化規律。在此基礎上透過氣候模型的運算就可以預測未來一定時間範圍內的氣候變化趨勢，從而為應對氣候變化提供科學依據。

由於湖泊分佈廣泛，因此在記錄區域性地區或者區域尺度的環境變化方面，與其他只在特定環境下存在的環境載體如冰川、黃土、樹木、石筍等相比，湖泊具有一定的優勢。

怎樣才能完成讀“芯”術

那麼，湖泊沉積物中有哪些內容可以反映過去的環境變化？

這包括沉積物的顆粒大小組成（粒度分佈）、密度、含水量、磁化率等物理特徵，有機質含量、化學元素含量、礦物組成等化學特徵，以及一些生物和微生物的化石，如孢粉（花粉）、矽藻、介形蟲、搖蚊等，甚至更小的病毒和細菌。以上這些引數被稱為環境代用指標，它們可以透過科學的方法被測定，從而知道其具體組成和含量。當然，要進行古環境重建，還需要知道沉積物形成時的年齡，一般可以透過放射性同位素定年技術來確定。

除了納木錯之外，過去30餘年來，科學家還在包括青海湖、色林錯、班公湖等在內的湖泊中，採集沉積岩芯並開展相關研究，推動了青藏高原古氣候環境演化研究的持續發展。

高山山體三維示意圖

青藏高原科學考察和研究從來不缺挑戰。納木錯百米水深下百米巖芯的成功獲取，為更大的鑽探計劃奠定了基礎，讓我們有信心繼續推進納木錯國際大陸科學鑽探計劃！

探秘取芯者的成績單

2020年8月，中國科學院青藏高原研究所湖泊與環境變化團隊在青藏高原納木錯中心湖區近百米水下成功獲取的超長巖芯，有望重建近15萬年以來的連續氣候與環境變化記錄。

此前，中國高原湖泊最大鑽探深度為青海湖的114.9米（2005年），納木錯巖芯鑽探將此記錄推進至150米級別。

本次納木錯巖芯鑽探工作，利用自主設計和整合的鑽探系統，克服了納木錯較大風浪的不利影響，獲取了總採集率為96%的高質量巖芯，實現鑽探深度和巖芯長度的雙突破，創造了中國湖泊巖芯鑽探的新記錄。