W当我们今天想到存储信息时，我们会联想到一排巨大的计算机服务器，它们存储着源源不断的数字数据。看来，世界上所有的信息总有一天会以1和0的形式保存在永久、稳定和不可破坏的设备中。因此，冰，一种短暂的、不稳定的、易碎的物质，已经成为世界上最永久的信息储存手段之一，这听起来可能有些奇怪。事实上，云在冰上什么也没有。冰是理解数百万年来气候如何变化的关键，在未来几年可能会改变地球。我们请了许多科学家帮助我们解冻这些信息。
气候记录
构成格陵兰岛和南极的坚硬的平原和冰峰保存着数百万年前地球气候的信息。由于雪年复一年地在这些地区堆积，较高的雪层对较低的雪层施加压力，挤压空气。在压力下，雪花变成致密的冰粒，融合在一起形成冰川。
但并不是所有的空气都逃了出来。当雪花变成冰晶时，约有10%的冰被困住了。这些微小的气泡包含了氮气、氧气、二氧化碳、甲烷等大气气体，这些气体来自它们被困的那个时期。气候研究人员对温室气体特别感兴趣。
科罗拉多大学博尔德分校(University of Colorado, Boulder)教授、北极和阿尔卑斯研究所(Institute of Arctic and Alpine Research)所长詹姆斯·怀特(James White)说:“冰芯是我们重建100万年前左右大气的主要方式。”“这是过去为数不多的足够干净的档案之一，你可以真正得到二氧化碳和甲烷浓度。”
从冰芯中检索信息是一项劳动密集型工作。最古老的冰芯可以追溯到89万年前，是一个超过3000米(近10000英尺)长的圆柱形冰核;它是2004年提取的。在实验室中，研究人员将样品压在真空容器中，释放被困的空气，并测量释放气体的浓度。
通过研究被困气泡的内容，研究人员可以了解温室气体水平是如何随时间变化的。怀特解释说：“这有助于我们理解气候系统的物理行为。”。从那里，他们可以假设今天大气中释放的各种温室气体将如何影响未来的气候。
警告花朵
你在冰川冰雪上看到的红色、黄色、绿色和黑色的蔓延是由各种藻类引起的。那些五颜六色的孢子给了我们一个信息。
藻类为了生存而制造彩色颜料。夏天，当太阳融化冰川顶部的冰时，藻类孢子从冰中浮到表面。当藻类第一次从孢子转化为活跃的光合作用生物时，它们体内的叶绿素使它们变绿。但随后藻类开始产生不同的色素来保护叶绿素免受过多阳光的伤害。来自利兹大学的生物地球化学专家连锷本宁说：“这就像是当你进入太阳，你得到太多的阳光，你就涂上防晒霜。”“这是他们的防晒霜。”
五年前，科学家发现了冰藻，它把冰染成黑色。“人们只是认为这是肮脏的，”本宁说。“一旦他们从生物成分的角度对其进行研究，他们[发现]一种非常特殊的色素，可以保持藻类黑色。”
彩色冰比白色冰吸收更多的阳光，融化得更快。“藻类加速了融化的速度，如果融化得更多，水中就有更多的营养物质供藻类生长，”本宁说。这种融化引起的藻类生长导致反照率下降高达20%——反照率是表面反射光线的比例——成为一个自我延续的循环。
本宁解释说，雪和冰藻类比以往任何时候都更频繁、更密集、面积更大。她说，这是一个迹象，“冰正在更快地融化，而藻类显然有助于更快地融化。”
情书
北极熊是独居动物，需要在交配季节找到彼此。美国地质调查局阿拉斯加科学中心(United States Geological Survey 's Alaska Science Center)的研究动物学家乔治·杜纳(George Durner)说，与棕熊不同，棕熊会通过在树木或岩石上摩擦背部来标记自己的森林领地，而北极熊从来没有垂直结构来留下气味。相反，它们进化到在冰上留下交配的线索。
圣地亚哥动物园的行为生态学家梅根·欧文(Megan Owen)与杜纳及其同事一起，研究了北极熊是如何通过留在冰上的字条找到彼此的。欧文和她的团队收集了阿拉斯加北极熊脚印的样本并进行了分类，让动物园里的熊嗅它们。欧文说，很明显，雄性对从雌性身上收集到的气味更感兴趣，尤其是那些不是哺育幼崽的雌性气味，它们可能会繁殖后代。在繁殖季节，雄性和雌性都会经历显著的激素变化，而留在冰里的气味表明它们可以交配。雄熊留下足迹的气味会给带着幼崽的母亲敲响警钟，因为好斗的雄熊会杀死幼崽。
欧文仍在研究北极熊用来写信息的生化化合物。北极熊爪子上的汗腺比身体上任何地方都要大，所以它们肯定会通过汗液传递一些信息。但欧文说，完整的信息可能是熊生物化学的各种代谢副产物的混合。她说：“这是汗水、尿液和体味的结合，反映了生殖状态和一年中那个时候的生物化学特征。”。“这就是信息内容。”
但其中一个因素是改变了信息的传递方式。不断变暖的气温正在使北极冰层变薄并造成裂缝。杜纳说:“突然间，你得到了很多休息。“跟踪中断。对于熊来说，大自然的自然环境使得它们的旅行变得更加困难，并降低了它们有效交流的能力。”
永恒的山脉
甘伯特塞夫山脉(Gamburtsev Mountain Range)位于南极洲的中心，其大小大致相当于欧洲的阿尔卑斯山脉。研究人员去年发现，该山脉在3400万年里都没有变化。通常，水和风等自然力量会侵蚀岩石，但甘伯特采夫却没有受到侵蚀。覆盖这片山脉的三英里厚的冰层将它保存了下来，这是由于水和冰在凹陷的勺状山谷中相互作用的方式。
从地球散发出的热量融化了山脊之间山谷底部的冰。这就在冰下形成了一个水池。水池顶部厚重的冰盖所产生的压力将其推向不同的方向。因为融水位于坚硬的岩石表面，它不能向下滴流。拉蒙特-多尔蒂地球观测站的冰川学家蒂莫西·克雷茨说，冰盖的重量压在水上，导致水沿着阻力最小的路径向上流动。“(水)所要做的只是找到一条优选的路径，然后沿着优选的路径流动，也就是向外流动，”他说。随着水的上升，它到达山脊，那里的冰更薄，温度更低。在那里，水再次结冰。冰盖的力量使刚变硬的融水在流过脊线时紧贴脊线。
克雷茨和他在拉蒙特-多尔蒂地球天文台的同事说，这一过程使甘伯特采夫山脉保持了年轻的形态，使它成为地球上仍然看起来如此年轻的最古老的地方。Creyts说，虽然地球的其他部分一直在变化，甘伯特采夫山脉的冰很可能会继续保存史前地球的快照。除非，也就是说，变暖加剧最终导致快照消退。
这篇文章最初发表在2015年2月的《信息》杂志上。
