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《地球科學進展雜志》2016年第二期

摘要:

冰芯是全球氣候變化研究的重要對象，通過物理和化學手段可提取其中的古氣候信息。作為物理分析技術之一，冰芯導電測量技術可分為ECM和DEP2類，已運用到多個冰芯項目中。其主要反映了冰芯電學性質受溫度、壓力、雜質等因素影響而產(chǎn)生的變化，而導致這些變化的原因可從宏觀和微觀方面進行解釋和探究。冰芯導電測量獲得的結果可應用于定年、火山事件、積累率、生物質燃燒、離子濃度恢復等多領域研究，對幫助系統(tǒng)認識第四紀晚更新世以來的南極氣候演變過程具有重要意義。通過詳細總結極地冰芯導電性質及測量技術的主要研究成果，探討了該技術在中國DomeA深冰芯項目中的應用前景。

關鍵詞:

冰芯;導電測量技術;ECM;DEP;古氣候

1引言

冰芯是一種良好的古氣候記錄保存載體，具有保真性強、信息量大、時間跨度大、分辨率高等特點，并對揭示由于地球軌道變化引起的冰期—間冰期循環(huán)具有獨特優(yōu)勢［1］。冰芯中記錄的信息通常利用物理和化學分析方式進行提取。其中，冰的導電測量技術是重要的物理分析手段之一，具有快速、簡便、可保持冰芯原始特征等特點。通過導電測量得到的連續(xù)信號不僅有助于后續(xù)的化學分析，并且可以反映相應地區(qū)的一些古環(huán)境事件和環(huán)境變遷情況，具有十分廣泛的應用前景。冰芯導電測量技術按采用電源差異可分為直流導電測量和交流導電測量2種形式，分別對應2種具體測量方法:ECM。ECM是將通有高壓直流電的電極在剖開的整潔冰面上連續(xù)劃刻，記錄下電流隨固體冰中H+濃度改變的一種測量方式［2］。它是在實驗室研究冰中摻雜HF，NH3，HCl等幾種物質對冰導電能力影響的基礎上［3～5］，于1980年由Hammer［6］率先在GISP冰芯鉆探項目中提出并得到使用，目的是根據(jù)測量電流值加以校準得到的模型，大致計算出各層位H+的含量。DEP則是基于通有低壓高頻交流電的電極測量固體冰阻抗(電容、電導)的一種測量方式，由Moore等［7］于1987年在GRIP項目中首次提出。目前，ECM和DEP技術單一使用到冰芯測量環(huán)節(jié)中互有優(yōu)劣。前者設備簡單，便于現(xiàn)場快速操作，然而只能反映冰中H+的變化情況，并在一定程度上對冰芯有所破壞;后者設備相對復雜、不確定性大且分辨率低，但無需直接接觸冰芯就可得到測量結果，而且對冰芯破壞程度小，能夠反映冰中較多種類化學雜質的含量及影響。鑒于兩者可以互相彌補對方不足，為更好地達到定年和火山事件分析等研究目標，故在多數(shù)深冰芯鉆探項目中作為初步環(huán)節(jié)被共同使用。現(xiàn)今，冰凍圈對全球和區(qū)域氣候系統(tǒng)的反饋作用正受到國際科學界的廣泛關注［8］。作為其主體，南北極的開發(fā)和研究則更具有科學意義，多個極地鉆探計劃被提出和實施［9，10］。而冰芯導電測量技術將為科學分析冰芯提供有力的支持，有必要對其進行深入研究和設備研發(fā)。本文將從該技術的主要方法和進展、影響電學信號的因素、古氣候學應用等多方面總結和探討過去兩極冰芯導電性質和測量方面的一些研究成果，以期為未來研究提供方向和思路。

2技術進展及設備

2．1ECMECM設備通常包括以下幾個主體部分:導軌、電極、編碼器、電腦。導軌起支撐和固定作用，防止冰芯在過程中滑移，長度略大于單支冰芯。電極是供電與冰芯直接接觸部件，通常手動操控。電極尾端有信號線與電腦相連，刻劃時電流的變化可通過其傳輸?shù)诫娔X軟件上得到連續(xù)曲線。編碼器的主要作用是記錄電極在剖開冰芯平面上所處的相對位置，便于測量冰芯的提取深度與電信號對應(圖1)。雖然ECM測量設備在各國已有深冰芯鉆探項目中大體一致，但根據(jù)使用需求設備參數(shù)略有不同。ECM在20世紀80年代誕生后，經(jīng)過多年的改進和發(fā)展，又陸續(xù)衍生出2種比較成熟的新型ECM技術。其中，Sugiyama等［23］于1995年首次在DomeF深冰芯鉆探中提出AC-ECM法，原理是利用AC(交流)損失角與高頻電導線性之間的相關關系反映冰芯導電性質的變化。該方法雖然提高了測量結果的空間分辨率和重復性，并給出冰在高頻下的微觀性質信息，但由于很難消除表面電導效應，沒有好的校正標準，故難以廣泛應用［24］。另一種是進入21世紀后使用更為頻繁的多道ECM法，其主要是通過多個電極以增加寬度構建出電導二維圖像［25］。這些方法的出現(xiàn)改進和彌補了原有ECM技術的一些不足，為獲取和解讀冰芯的電學測量數(shù)據(jù)提供了更廣闊的角度。

2．2DEPDEP的設備構成和測試方法與ECM相比則略有不同。在使用DEP測量時，一般將完整冰芯放置在一對彎曲的陽極氧化鋁電極上，角度為100°～140°，底部與高壓端相連，連續(xù)且與冰芯長度一致。頂部按測量分辨率放置小型電極，測量時測量段通有低壓，其他鋁制保護電極接地保證電流單向傳導(圖2)。DEP通常采用的電壓為1V，頻率最高可達1MHz，通常測量1m長的冰芯一般需要30min，結果用電導率表示［27］。這一技術的出現(xiàn)補足了ECM存在的缺陷，并一同應用于各項深冰芯鉆探中(表2)。除基本的DEP技術外，為彌補DEP測量分辨率的不足，又進一步衍生出2種新型DEP技術。第一種是由Moore［28］在1993年提出的高分辨率DEP技術，采用縮小冰芯上方的LO電極來提高DEP圖像的分辨率(5～6mm)，取得良好效果的同時，節(jié)省了大量的測試時間。另一種是ECM混合技術，主要借鑒ECM的優(yōu)點，利用電極在冰表面劃刻進行測量以提高分辨率［23，29］。經(jīng)過多年發(fā)展，DEP技術同ECM技術一樣逐漸得到完善，也提供了更加精確的電學測量數(shù)據(jù)幫助解讀冰芯信息。

3冰芯電學性質及宏觀影響因素

雖然冰芯導電測量已經(jīng)成為在冰芯分析中不可或缺的關鍵環(huán)節(jié)，但若想清晰解讀在冰芯中的古氣候與環(huán)境變化信息并選擇合適的條件測量，首先需要了解和掌握冰芯在不同條件下導電時的性質變化和宏觀影響因素。目前，通常把純冰在－15℃，0．1MPa，密度為917kg/m3、無特殊組構和雜質條件下的電導率和電導常數(shù)作為標準值(表3)，與不同條件下的電學信號響應比對［31］。影響冰芯電學性質變化的因素可分成2類:內(nèi)部化學雜質因素和與之相對的非化學因素。

3．1非化學因素

3．1．1冰芯物理條件冰芯物理條件是指冰芯本身的物理性質，包括溫度、壓力、密度、冰晶體性質等因素，它們會對冰的電學性質產(chǎn)生不同程度的影響。其中，溫度是改變體積電導率和電容能力的重要因素之一［32］。根據(jù)阿倫尼烏斯定律，溫度、活化能與體積電導率的倒數(shù)呈指數(shù)關系，且溫度還直接影響活化能的高低［33，34］。在實際ECM測量結果中，具體表現(xiàn)為隨溫度降低電流會明顯下降，但整體變化趨勢不發(fā)生改變［35］(圖3)。鑒于溫度的變化特點，在實際操作時，通常選擇在－14～－15℃進行冰芯導電測量(表1)。一方面該溫度可以有效反映冰的固有導電特性，另一方面溫度較高會產(chǎn)生表面電導，影響測量結果［28］，而溫度較低則會對實驗室制冷條件提出較高要求，給實驗人員的操作也增加了一定困難。在自然條件下，冰層所受壓力會因上覆冰層的增厚而逐漸增加。這種壓力變化可影響冰的凝固點，而凝固點又控制著直流和交流電導的變化［25］。并且，對冰I形態(tài)的研究也指出，隨壓力增長，冰的直流電導是快速增長的［36］。因此，盡管無法量化壓力對電導率的影響，但是可以確定壓力是控制冰芯電導變化的因素之一。此外，壓力的變化還可間接引起冰密度的改變，雖然在冰芯中變化范圍不大(840～920g/cm3)，但研究表明密度是影響上部粒雪介電常數(shù)改變的首要因素，并可能主要是通過控制冰晶體內(nèi)部硫酸電導系數(shù)的變化來實現(xiàn)的［37］。利用冰芯中介電常數(shù)的改變，通常可以明確區(qū)分出粒雪向冰轉變的層位［38］。影響電學性質的冰晶體性質包含多個方面，在這里主要對2個方面進行討論:晶體粒徑和晶體形狀。前者盡管曾被指出是控制冰中電導率的主要因素［39］，但在DomeC冰芯的研究中，末次間冰期冰芯段的電學響應卻沒有隨著晶粒尺寸增加而有明顯改變，因而尚無法定論晶體粒徑對電導率的影響［40］。后者是計算電導率經(jīng)驗公式中的影響參數(shù)之一，但其值改變范圍十分有限(0，1/3，2/3)［25］。所以，就冰晶體性質而言，其對冰芯電學性質的影響并不顯著。

3．1．2測量設備參數(shù)因素根據(jù)使用技術和冰芯理化性質的不同，測量時采用的設備參數(shù)常常會發(fā)生改變，包括施加的電壓(ECM)、頻率(DEP)以及與冰面直接接觸的電極(ECM)等。其中，在ECM中，電壓的增長可造成響應電流呈非線性增加，原因可能是當電極碰觸冰芯時，產(chǎn)生的熱效應導致在冰表面形成水薄膜，進而增強了冰芯的導電能力［31］。與溫度的影響類似，這種非線性的電流變化并不能改變總體變化趨勢，只能造成信號量級的增加。電極與冰芯的接觸面積(電極形狀)和間距也會引起ECM電流值的改變，間距變小和接觸面積的下降均可導致電流下降［6］。另外，頻率的變化主要影響DEP中介電常數(shù)的變化，變化規(guī)律是在低頻時較高，在達到弛豫頻率時較低，而在到達1GHz后趨于穩(wěn)定［41］。

3．1．3操作因素冰芯在進行測量前要經(jīng)過提取、運輸、保存、處理等各種環(huán)節(jié)，均需要操作人員的參與和介入，難以避免一些因素作用于冰芯而對導電性質產(chǎn)生影響。首先，冰芯的儲存時間和環(huán)境會造成老化效應的顯現(xiàn)。因為在實驗室測量前多數(shù)冰芯需要在冷藏庫內(nèi)保存一定時間，所以，經(jīng)過保存的冰芯便會受到保存環(huán)境中空氣不同成分的影響。根據(jù)改變冰芯周圍環(huán)境的測量結果，氨氣的影響十分明顯，而氦氣則基本無影響。由于氨氣可導致ECM中H+濃度的下降，故實驗室分析冰芯在ECM中常表現(xiàn)出比未經(jīng)保存直接測量冰芯的電流值低［42］。其次，冰芯質量的優(yōu)劣直接影響著導電測量結果。冰芯質量描述主要包括是否有斷層，受污染程度的高低，剖開平面的整潔程度等多個方面，而這些方面可能造成信號缺失和偏差。所以，在測量導電信號前確認其質量是十分必要的。最后，由于多數(shù)ECM設備采用手動操作方式，不同操作人員使用不同的設備對同一段冰芯測量很有可能出現(xiàn)不同結果，一些細節(jié)的差異就會造成測量值的波動，從而影響結果的解讀。

3．2化學物質對冰芯電學性質的影響南北兩極冰蓋中存在的自然冰無一例外是通過大氣降雪(水)和后續(xù)的降溫轉化過程而形成的。因而，不同于純冰，它攜帶有大量來自于大陸、海洋、甚至是地球內(nèi)部(如火山噴發(fā))的化學雜質和氣體。對于冰的電學性質而言，化學物質種類和濃度的變化(緯度、區(qū)域、季節(jié)、氣候引起)可造成電學信號的波動，反之，利用電學信號的變化又可以推導出化學物質的濃度高低以及造成該變化的古環(huán)境事件［43～53］。在冰芯中，通常包含4種主要的化學物質，即酸、銨根、海鹽離子和大陸源離子。鑒于這些物質對ECM和DEP結果的影響存在差異，需要分別對它們進行詳細討論。

3．2．1酸已有研究指出，酸電離產(chǎn)生的H+是控制ECM和DEP響應的主導因素，特別是強酸(鹽酸、硝酸、硫酸)的作用［31，44］。不同種類強酸的電學響應各自不同，其中，硝酸和鹽酸在背景值中(有季節(jié)性循環(huán))貢獻最大，而顆粒邊界的主體酸———硫酸(主要產(chǎn)生于火山噴發(fā))則是異常高峰值的來源，少部分峰值也來源于鹽酸［45］。

3．2．2銨根銨根是冰芯中主要的化學雜質之一，其大部分來源于生物質燃燒過程，小部分則可能來自本地生物殘體的降解［48］。當來自這些源區(qū)的銨根出現(xiàn)濃度峰值時，ECM和DEP測量結果會產(chǎn)生截然相反的響應，即ECM信號急速衰減和DEP信號同步出現(xiàn)峰值。前者是由于呈堿性的銨根與酸發(fā)生中和作用造成了H+的濃度下降而使得電流值降低［46］，后者則通過對富含銨根流動水的冰的研究發(fā)現(xiàn)，可能是由于銨根與氯離子的聯(lián)合作用造成導電響應上升［49］。此外，在對處于冷期的冰芯測量時，其電導率的變化趨勢與銨根濃度變化趨勢相似，亦證實了銨根對DEP信號的正效應。

3．2．3海鹽離子海洋的水汽蒸發(fā)是南極大陸沉降的主要來源之一，因而，雪冰中常含有海水水汽帶來的大量鈉、鎂、鉀、鈣等陽離子和以氯離子為主的陰離子。由于這些離子在電學響應中的區(qū)別不明顯，特別是ECM對其響應微弱或基本無響應，可統(tǒng)稱為海鹽離子。不過，靠近海岸的Filchner-Ronne冰架獲取的冰芯中含有高濃度的氯離子，使用ECM檢測卻得到電學信號，這種現(xiàn)象的原因可能要歸咎于海鹽離子濃度超出一定界限，自由鹽水使得電流能夠傳導［50，51］。而在DEP中，氯離子是控制電導值的3個主要化學物質之一，可導致電導值出現(xiàn)峰值并多出現(xiàn)在秋冬季。

3．2．4大陸塵埃和離子除以上3種化學物質以外，冰芯中一些通過風力和降水進入到冰中并沉積下來的，源于大陸的塵埃也能引起導電結果的改變。這些塵埃主要以固體微粒形式存在，并由礦物離子組成，多為呈堿性的Ca2+，隨著其濃度升高通常會導致ECM中響應電流的降低。經(jīng)過Legrand等［52］對VOSTOK站附近多根冰芯的研究表明，這種降低可能是由于與Ca2+和相關的不溶性鋁酸鹽在高酸度情況下發(fā)生反應的負作用。然而，在DEP中，測量獲得的趨勢則與ECM截然相反，研究表明，Ca2+在濃度低于10μmol/L時表現(xiàn)出隨含量增加間接導致交流電導率輕微上升［53］。

4微觀傳導機制

相比從宏觀的角度解讀冰芯導電測量信號的變化，電學傳導機制的研究將從理論和微觀角度更好地幫助理解不同因素對電導影響的原因。目前，Jaccard晶內(nèi)離子缺陷理論和晶間水脈理論是描述冰導電性質變化的2種主要理論［54］。普遍認為，低頻高濃度情況下，酸的導電作用機制傾向于晶間水脈理論，而低濃度和高頻情況則更適用于晶體缺陷理論(除3．2．3中案例)［33，34］。

4．1Jaccard晶內(nèi)缺陷理論該理論由Jaccard等［55］率先提出，主要認為固體冰電導的產(chǎn)生是由于化學離子造成的冰晶格內(nèi)缺陷。形成的缺陷有2種，分別是離子缺陷和L－或D－缺陷。在冰芯中，前者通常是在直流情況下(ECM)由H+產(chǎn)生，后者主要是在高頻情況下(DEP)由酸或鹽形成［55，56］。一些事實可以用該理論進行解釋:摻雜冰導電研究實驗結果與DFT模型一致，暗示了在溫度系統(tǒng)恒定的摻雜冰中缺陷的活躍程度似乎受到L－缺陷的自由遷移控制［57］;而對酸在冰中電導的作用研究也發(fā)現(xiàn)，盡管大部分直流被晶體邊界阻礙，通過多晶導電的極地冰可以用Jaccard理論中單晶體介電質子缺陷來解釋，并且使用阿爾奇定律(Archie’sLaw)模擬得到的結果也不支持晶間水脈理論導致明顯低頻電導的假說［58］。

4．2晶間水脈理論由于晶內(nèi)缺陷理論無法很好地解釋直流電導的量級和溫度依賴性，也無法解釋酸的低電導與硫酸有關等問題，Wolff等［25］經(jīng)過進一步研究提出晶間水脈理論。該理論主要認為在冰晶粒結合區(qū)存在著孔隙，而一些離子(主要是酸)存在于該區(qū)域(顆粒邊緣)的液態(tài)水中，電導便沿著這些離子形成的網(wǎng)絡移動，即構成酸性晶間水脈。雖然用電子掃描顯微鏡觀察冰晶得到的直接事實支持該理論(圖4)，但無法排除酸在晶格中仍存在晶內(nèi)電導的可能性［59］。而且，還有一些難以用該理論進行解釋的現(xiàn)象存在，例如，50%融化的冰芯和100%融化的冰芯pH值十分接近，冰芯深處超大單晶體冰的直流電導結果(ECM)與普通冰芯無異等［60］。

5冰芯導電測量結果的應用

5．1火山事件及定年火山噴發(fā)會釋放出大量的塵埃和氣體進入大氣層，而氣體中的SO2可經(jīng)過長時間運輸以及大氣化學反應沉降形成酸性層［61］，H+濃度急劇增高會造成ECM和DEP信號中存在明顯的峰值。經(jīng)過信號比對和雜音排除，可將部分ECM和DEP的異常峰值標記為火山事件［62］。Liu等［63］曾針對Vostok站BH8冰芯分析判定出一個4700年前的火山事件;Parrenin等［64］則經(jīng)由DomeC和Vostok站多根冰芯電學信號比較，得出從現(xiàn)在到14．5萬年前時間段內(nèi)的111個火山事件。此外，冰芯導電測量結果不僅可以給一些尚未記錄的古火山事件提供依據(jù)，還可以通過將信號異常高值作為年代標志層并根據(jù)存在的高低起伏周期變化進行定年［65］。冰芯詳細的年際劃分可為后續(xù)計算積累率和離子濃度分析奠定基礎，并建立起連續(xù)的古氣候記錄。

5．2積累率物質平衡觀測是兩極研究的一個重要課題，現(xiàn)今人們可以利用標桿、衛(wèi)星等手段進行觀測。不過，若想了解過去無人類記錄時期的物質積累情況，以上這些方法就難以實現(xiàn)，而此時就可以利用DEP來近似恢復古代積累率的變化。具體方法是先通過由Loogenya［66］提出，Glen等［67］改進的修正混合模型計算出密度，后結合連續(xù)DEP記錄得到對應時期積累率。應用此方法，Karlf等［68］針對1997—1998年在毛德皇后地采集的一根120m冰芯進行積累率恢復，得出小冰期時期積累率下降8%的結論。Oerter等［69，70］對來自相同地點采集的多根淺冰芯進行積累率恢復，認為19世紀的積累率低于20世紀，經(jīng)過驗證后得出，從DEP得到年積累率與氚同位素推導出的結果是基本一致的。而Hofstede等［71］對6支不同地區(qū)冰芯的研究提出20世紀初期的積累率增長最快，西南極的時空變化相較東南極更為顯著，積累率雖有波動但無明顯特征的結論。除LMM模型外，在此基礎上，Wilhelms［72］又進一步發(fā)展提出DECOMP模型，將DEP得到的電導率轉換得到的密度精確度由10%提高到1%，進而獲得了更加準確的古積累率變化值。

5．3生物質燃燒生物質燃燒事件在工業(yè)革命前主要是指森林火災或農(nóng)業(yè)清除過程，其反映了生物圈的變化情況［73］。在燃燒過程中，大量產(chǎn)生銨根、Ca2+和黑炭，其中，銨根濃度的上升最為明顯。如前所述，銨根可借由中和反應造成ECM信號的減弱，所以，可通過ECM信號的異常減弱判斷是否有生物質燃燒事件發(fā)生。Chylek等［74］測定來自GISP2冰芯3組樣品中的黑炭濃度，發(fā)現(xiàn)氨濃度峰和ECM谷有很好的對應，可以確認這一時間段的大范圍森林著火事件。Taylor等［75］同樣使用GISP2冰芯的ECM信號得到了一個6000年長度的生物質燃燒記錄，并認為銨根可能來源于加拿大東部。

5．4離子濃度恢復利用電流強度或電導數(shù)值并根據(jù)經(jīng)驗公式(公式(1)和(2))可大致恢復出總酸離子和中性鹽離子濃度。盡管目前已有離子色譜等手段進行冰芯離子濃度分析，但是電學方法不僅可在鉆進現(xiàn)場快速估算，而且能夠幫助驗證化學分析的準確性［76］。ECM結果可用于預測H+濃度［77］，而DEP則可在ECM的基礎上預測中性鹽離子濃度。通過Moore等［78］對Dollmen冰芯的研究結果來看，雖然H+濃度在冰芯較淺深度部分預測不夠理想，但大體上符合情況較好，而鹽的預測則由于酸的影響在低濃度時預測效果不佳。在得到離子濃度的基礎上，可知每段冰中占主導位置的是何種化學物質，進而區(qū)分出冰期和間冰期的大致范圍。判斷標準是:酸在全新世暖期和大間冰期占主導，堿性銨根主要控制冷期，如YD(YoungerDryas)等，而氯離子是在小間冰期和小冰期中為主導［79］。

6結語和展望

回顧過去30多年極地冰芯導電測量技術的發(fā)展和應用，盡管在多方面已經(jīng)取得了長足的進步并獲得了豐富的成果，但現(xiàn)階段的測量工作仍存在許多不足之處，值得進一步提高和完善。首先，無論是ECM還是DEP技術仍存在較多因素干擾所得結果，盡管結合應用時可以排除部分影響，但使用仍缺乏準確性和有效性，特別是在定年使用上。其次，一些控制冰芯宏觀導電性質因素的關鍵問題尚未得到有效解答，如多種因素的聯(lián)合作用效應、每種因素的影響程度等。第三，冰芯中的電學傳導機制相對而言比較復雜，現(xiàn)有理論無法清晰解釋所有相關現(xiàn)象，迫切需要產(chǎn)生新的理論體系來改變這一情況。第四，包括前處理設備在內(nèi)，冰芯導電測量設備仍需在多方面進行改進。基于以上不足，我們可對未來冰芯導電測量技術的相關研究工作提出更多展望:測量設備是提高數(shù)據(jù)可靠性的關鍵，通過增加自動化控制和改變電極設計可消除手動操作帶來的誤差，提高數(shù)據(jù)分辨率;宏觀因素的分析還需要進一步與數(shù)學模型結合，并適當在實驗室進行模擬實驗，以準確量化多種因素的單獨和聯(lián)合影響，便于在后續(xù)分析中剔除這些因素帶來的噪音;電學傳導機制的研究則應該著眼于增進對冰晶體內(nèi)部結構的認知，引進其他學科的研究方法，來找尋新的發(fā)現(xiàn)和突破;而在古環(huán)境和古氣候學應用方面，可結合其他方法加以印證和對比以排除噪音信號，比如在火山事件識別方面，采用分析冰芯中非海相硫酸鹽離子濃度的方法來互相鑒別以提高準確率。同時，加強除噪過程中數(shù)學方法的使用和改進也可部分修正ECM和DEP信號的偏差。

近年來，我國正在實行昆侖站DomeA深冰芯鉆探計劃，將通過鉆取深度達3000m以上的冰芯來恢復過去100ka南極古氣候變化情況［80］。面對DomeA深冰芯的特殊地理位置及其他冰芯可能前所未有的記錄時間尺度，冰芯導電測量技術在DomeA冰芯的應用前景是十分廣泛的。不僅可以利用其測量結果進行定年，還可在此基礎上對生物質燃燒、火山事件等特殊環(huán)境事件進行研究，并與接下來的化學分析結果相互結合，給出過去百萬年來大氣降水中的離子變化。這些應用成果無疑將填補南極古氣候研究在南極內(nèi)陸地區(qū)的空白，幫助探究上空大氣遷移過程中的大氣化學反應，并對認知晚更新世南極氣候演變和南極在全球氣候系統(tǒng)中的影響起到重要作用。

作者：馬天鳴 謝周清 李院生 單位：中國科學技術大學地球和空間科學學院 中國極地研究中心冰川室