一份采集于1963年、冻结保存的土壤样本，可以帮助我们理解气候变化对地球的影响。
该样本取自格陵兰冰川之下一英里深处。
新技术表明，冰盖曾在过去5万年内融化至地面。
1963年，在格陵兰北部一处秘密的美国军事基地内，一支科学家团队开始钻探穿透格陵兰冰盖。他们逐段提取出一根直径4英寸、长近一英里的冰芯。最后，他们还捞起了另一样东西——12英尺厚的冻土层。
冰层讲述了地球的气候历史。冻土则被检查、搁置，随后遭到遗忘。
半个世纪后，科学家在丹麦的一座冷冻库中重新发现了这份土壤。它如今正在揭示其中的秘密。
借助1960年代钻取冰芯时无法想象的实验室技术，我们与一支国际科学家团队得以证明：格陵兰巨大的冰盖在该处曾在过去100万年内融化至地面。放射性碳测年表明，这一事件发生在5万多年前。它很可能发生在气候温暖、海平面较高的时期，或许是在40万年前。
更有意思的是，我们在显微镜下研究土壤时，惊讶地发现了苔原生态系统的遗存——小树枝、树叶和苔藓。我们所看到的，是格陵兰北部在该地区最后一次无冰覆盖时的景象。我们的同行评审研究已于3月15日发表在《美国国家科学院院刊》。
若没有冰盖，阳光足以使土壤升温，让苔原植被覆盖整片大地。全球海洋的水位将高出10英尺以上，而且甚至可能高达20英尺。如今波士顿、伦敦和上海所在的陆地，将位于海浪之下。
这一切都发生在人类开始使地球气候变暖之前。当时大气中的二氧化碳含量远低于今天，且增速也没有如此之快。冰芯及其下方的土壤，在某种程度上堪称一块“罗塞塔石碑”，帮助我们理解格陵兰冰盖在过去温暖时期的稳定性，以及在气候升温时它可能再次融化的速度。
秘密军事基地与丹麦冷冻库
冰芯的故事始于冷战时期，一项被称为“冰虫”计划的军事任务。大约从1959年开始，美国陆军将数百名士兵、大型设备甚至一座核反应堆运过格陵兰西北部的冰盖，并在冰层内挖掘出一座隧道基地。他们将其命名为世纪营地。
这是一项秘密计划的一部分，旨在将核武器藏匿于苏联的视线之外。公众则将其视为一座北极科研实验室。沃尔特·克朗凯特甚至曾前往参观，并发表了报道。
世纪营地存在的时间并不长。积雪和冰层开始缓慢挤压地下隧道内的建筑，迫使军方于1966年放弃该基地。不过，在其短暂的存在期间，科学家得以提取冰芯，并开始分析格陵兰的气候历史。随着冰层逐年增厚，它会捕获火山灰层以及随时间变化的降水情况，并且会封存气泡，这些气泡记录了过去大气的成分。
最初的科学家之一、冰川学家切斯特·朗韦（Chester Langway）多年来将冰芯和土壤样本冷冻保存在布法罗大学；20世纪90年代，他将样本运往丹麦的一家档案馆，土壤随即被遗忘。
几年前，我们的丹麦同事在一箱玻璃饼干罐中找到了这些土壤样本，罐上的标签已褪色，写着：“Camp Century Sub-Ice”。
显微镜下的意外发现
2019年炎热的七月的一天，两份冻结成坚硬块状的土壤样本抵达了我们位于佛蒙特大学的实验室。我们开始了艰苦的工作，将珍贵的几盎司冻泥和沙子分割开来，以进行不同的分析。
首先，我们在土壤被永远遗失之前，拍下了其中的分层结构。随后，我们凿下小块，在显微镜下观察。其余部分则被我们融化，并保存下这些古老的水。
接着出现了最大的惊喜。在我们清洗土壤时，发现冲洗水中漂浮着某种东西。保罗拿起了一支吸管和一些滤纸，德鲁拿起镊子并打开了显微镜。从目镜中看到的景象让我们目瞪口呆。
映入眼帘的是树叶、小树枝和苔藓。这不只是土壤，而是一个在格陵兰天然深冻环境中被完好保存下来的古老生态系统。
为百万年前的苔藓测定年代
这些植物有多古老？
在过去100万年间，地球气候经历了一系列相对短暂的温暖期，通常持续约1万年，称为间冰期。在这些时期，两极冰层较少，海平面较高。格陵兰冰盖在整个人类历史中，以及在全新世（即过去1.2万年的当前间冰期）和过去100万年间的大多数间冰期中都得以留存。
但我们的研究表明，这些间冰期中至少有一个足够温暖，且持续时间足够长，足以使格陵兰冰盖的大部分融化，并使苔原生态系统在格陵兰西北部得以出现。
我们采用了两种技术来确定土壤和植物的年代。首先，我们借助洁净室化学方法和粒子加速器，对岩石和沉积物中因地球所受天然辐射而形成的原子进行计数。随后，一位同事采用了一种超灵敏方法，测量沙粒所发出的光，以确定它们最后一次接触阳光的时间。
这百万年的时间框架十分重要。此前对另一份冰芯GISP2的研究，该冰芯取自格陵兰中部（该研究于20世纪90年代完成），结果表明该处冰层在过去100万年内同样曾消失，可能约在40万年前。
面对快速气候变化的世界所能汲取的启示
格陵兰冰盖若消失，对当今人类将是灾难性的。融化的冰水将使海平面上升20英尺以上，并将重新勾勒全球海岸线。
全球约40%的人口居住在距海岸60英里以内的区域，还有6亿人生活在海平面以上30英尺以内。如果气候变暖持续，格陵兰与南极的冰川融水将向海洋注入更多水量。社区将被迫迁移，气候难民将变得更加普遍，而高昂的基础设施将被弃用。目前，海平面上升已加剧了沿海风暴引发的洪涝，每年造成数千亿美元的损失
世纪营地的故事横跨现代历史上两个关键时刻。为应对核战争这一生存威胁而修建的北极军事基地，无意中使我们通过冰芯发现了另一种威胁——由人类活动引起的气候变化所导致的海平面上升威胁。如今，它的遗产正帮助科学家理解地球如何应对气候变化。
