历史地质/冰芯
在本文中，我们将探讨如何利用冰芯样本来获取古气候信息。读者可能发现阅读本文之前回顾一下关于冰川的主要文章会很有帮助。
在任何降雪但不会融化（或至少不会完全融化）的地方，积雪将在下一年的降雪之前积累，并且随着每年的积雪被随后年份的降雪掩埋，它会从松散的雪压缩成可渗透的粒雪，最后变成不可渗透的冰，此时被称为闭合。你应该从关于冰川的文章中记住，任何积雪像这样积累的地方必然会成为积累区一个冰川.
由夏季积雪形成的冰比由冬季积雪形成的冰更轻，密度也更低；因此，如果积累速度超过每年约 4 厘米，我们会得到实际上是年纹层由雪形成的。至少在冰川的上部，如果我们取一个核心样本，这些年纹层是显而易见的，正如你在下面的右侧照片中所看到的那样。
冰芯含有可见的年层这一事实意味着，就像湖泊中的年纹层一样，我们可以从顶部向下计数，并为每个年层指定一个年份。
通过观察每层的厚度，我们可以量化每年的降雪量，或者至少是未融化的降雪量。也许更有趣的是，我们可以测量水的16O/18O 比率，它作为气候指标的原因在关于硬组织气候学的文章中有所讨论；我们还可以测量水的1H/2H 比率，它作为气候指标的原因相同：含有2H 同位素的水分子稍微重一些，因此更容易蒸发。
除了这些数据，当可渗透的粒雪变成不可渗透的冰时，大气气泡会困在冰中。这使我们能够分析过去大气的成分，并量化影响气候的气体，例如二氧化碳 (CO2)、甲烷 (CH4) 和二氧化硫 (SO2)。
此外，与普通沉积物一样，冰芯将包含风力带来的颗粒，包括火山灰、花粉和黄土（由冰川作用产生的尘埃）。
我们可以在冰中看到年层的形成，我们也了解这种现象背后的机制，即季节变化。为了使年层在特定年份根本不形成，必须完全停止降雪，这是非常不可能的；为了使每年形成多于一层，我们需要一年中有多个温暖时期，这几乎是不可能的。
我们还可以通过将冰芯记录与过去几个世纪的直接气候测量结果以及其他气候代理进行比较，来验证层中保存的数据是否反映了气候。
除此之外，我们可以补充说，本文概述的方法应该有效；毕竟，它们基于非常简单的物理原理。难道有可能在过去，由重同位素组成水的蒸发比由轻同位素组成水的更容易吗？或者，在过去，当粒雪闭合时，它会困住除大气之外的其他物质的气泡吗？
因此，冰芯数据的分析在原理上应该是有效的，并且将结果与其他数据的比较证实了它在实践中确实是有效的。
由于粒雪不会立即变成冰，并且气泡在粒雪变成冰之前不会被困住，因此我们计算的层的年龄将与困在该层中的大气的年龄不同。气体年龄和冰年龄之间的差异（闭合时间）可以高达 7000 年，如沃斯托克冰芯的情况，也可以低至 30 年，如劳穹顶的情况。
可以使用数学方法来恢复比闭合时间更精细尺度的数据；但是，这些方法依赖于已知的闭合时间。现在，气候在过去已经发生了变化（否则古气候学将是一门完全没有必要的科学），因此似乎有可能闭合时间在过去会像现在从一个地方到另一个地方变化一样，在过去会随着时间的推移而变化。这给数据引入了一个不确定因素。
另一个问题是，在更深的深度，年层变得越来越不清晰，在某些情况下，它们根本无法辨认。在这种情况下，可以尝试通过测量埋藏冰的深度和该地点的积累量来估计埋藏冰的年龄，但这只有在气候，或者至少降雪量，在每年保持不变的情况下才能完美地实现。如果冰芯中包含火山灰，可以使用放射性测年法对其进行测年，使我们能够为发现它们的层给出准确的年代，但仅限于所用放射性测年法的精度。
该方法还有一个固有的弱点。根据定义，任何降雪量超过融化速度的地方都必须是积累区一个冰川；对于最让古气候学家感兴趣的格陵兰岛和南极冰盖来说，这是积累区一个大陆冰川。而冰川必须从其积累区流向其消融区。简而言之，冰中的记录正在不断被破坏，也正在不断被创造。从地质学的角度来看，这种情况发生得比较快，为我们提供了一个可以测量数十万年历史的记录；与基于海洋沉积物的代理相比，后者只会被俯冲这种速度慢得多的过程所破坏。
然而，冰芯仍然很有价值，因为冰确实在其孔隙空间中捕获了空气，为我们提供了大气成分的连续记录。