气候科学家通过“挖掘”新闻来获取数据

1896年,瑞典科学家斯万特·阿伦尼乌斯 (Svante Arrhenius) 提出理论,认为燃烧煤炭向大气中添加二氧化碳会产生“温室效应”,并提高地球的平均温度。大多数科学家对此不屑一顾。人类渺小的行为怎能对自然气候周期产生严重影响?直到1958年,测量才开始显示大气中的二氧化碳水平上升,气温也随之变化。

精确理解人类活动如何影响这些变化,将有助于我们了解未来该怎么做。因此,气候研究人员不断寻找新的方法来深入研究过去。“我们试图看看自己有多糟糕,”丹·亚基尔 (Dan Yakir) 这样说道。亚基尔是以色列魏茨曼研究所的生物地球化学家。几年前,他开始尝试一种不寻常的方法来量化维多利亚时代大气的碳含量。这个想法是,可以审视工业化早期,那时人类刚刚开始大量燃烧煤炭和石油,而气候科学甚至还没有出现。

查看旧空气的标准方法是寻找被困在极地冰中的气泡。在格陵兰岛和南极洲,科学家们多年来忍受着寒风的侵袭,使用重型钻机取出冰柱,并提取微量的古老空气,这些空气携带着可以追溯到大约70万年前的线索。但这些样本的数据过于久远且过于宽泛,无法精确显示安德鲁·卡内基 (Andrew Carnegie) 在宾夕法尼亚州建造钢铁厂时到底发生了什么。通过铅笔状的岩芯样本读取的树木年轮——提供了更详细的、关于更近过去的逐年记录。问题在于找到好的树木。

“你需要大量的重复,”亚基尔说,“因为一棵树会受到许多因素的影响:火灾、干旱、放牧、人为破坏、竞争。”他想要的是对一段不太遥远的已知时期的许多树木进行采样。他的灵感是分析纸张,亚基尔称纸张是树木的“沙拉碗”。更好的是,分析报纸——它在每页的顶部都带有日期。

亚基尔写信给美国10家报纸的科学编辑,请他们寄给他从往期发行版上剪下的报纸片段。只有《波士顿环球报》的编辑做出了回应,而且只是说他太忙,没时间花几个小时翻阅旧报纸。但亚基尔认为,创刊于1872年的《环球报》非常适合这项实验,于是他不断打电话,直到找到一位虽然有些抱怨(需要占用一个周六)但听起来似乎可以被说服的秘书。亚基尔寄给她100美元,她寄回了一大包1x1.5英寸的报纸片段。

亚基尔在2000至2200华氏度(约1093至1204摄氏度)的高温、富氧烤箱中燃烧了100多份《环球报》的样本,让纸张中的碳与氧结合生成二氧化碳。然后,他测量了排气中的碳,并使用质谱仪确定其同位素组成,特别是化石燃料燃烧的一个关键标记——碳-13,并将其与碳-12进行比较。在这个实验中,他正在拼凑树木每年通过光合作用“呼吸”的空气的故事。当大气中碳-13与碳-12的比例上升或下降时,树木中的比例也会随之变化。这正是报纸片段所反映的。

亚利桑那大学树木年轮实验室负责人史蒂文·利维特 (Steven Leavitt) 表示,亚基尔研究的优势在于“报纸样本可能代表了许多树木,可能覆盖了广大地区,从而消除了与单棵树木差异相关的变异性。”亚基尔的研究表明,碳含量随着早期工业的发展而增加,这将增强我们对人类对气候影响的理解。“在字里行间阅读,”他称之为。

 

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