Pobrano najstarszy rdzeń lodowy na świecie
Próbka datowana jest na 3–5 milionów lat i została pobrana na Antarktydzie przez międzynarodowy zespół naukowców. Lód w miejscach takich, jak Antarktyda to prawdziwa kapsuła czasu – jego pradawne, uwięzione pęcherzyki powietrza dostarczają obrazów atmosfery Ziemi sprzed tysiącleci.
Antarktyda była zlodowacona przez ostatnie 35–40 milionów lat, a dowody na okresowe wahania zasięgu i grubości pokrywy lodowej Antarktydy podczas kenozoiku są odnotowywane w niej samej, w osadach głębinowych i lodowcowych. Zapisy pokrywy lodowej dotyczące czwartorzędu są ograniczone do kilku lokalizacji wzdłuż Gór Transantarktycznych i przybrzeżnych granic kontynentalnych. W zrozumieniu tego, co ma wpływ na współczesny klimat i środowisko, mogą pomóc zapisy zmienności atmosfery w czasie, zasięgu lodowców i reakcji pokrywy lodowej na zmiany środowiskowe w przeszłości.
Lód w miejscach takich, jak Antarktyda, to prawdziwa kapsuła czasu – jego pradawne, uwięzione pęcherzyki powietrza dostarczają obrazów atmosfery Ziemi sprzed tysiącleci. Dlatego naukowcy od lat „polują” na jak najstarszy lód. Jeden zespół mógł właśnie trafić na niezwykłą próbkę. Naukowcy z University of North Dakota uzyskali prawie 10-metrowy rdzeń lodowy wypełniony osadami z Doliny Ong w Centralnych Górach Transantarktycznych, które oddzielają wschodnią i zachodnią Antarktydę. Szacują, że lód ma do 5 milionów lat i jest prawdopodobnie najstarszą próbką, jaką kiedykolwiek udało się pobrać.
Dolina Ong zawiera zakopany starożytny lód lodowcowy pochodzący z przeszłego przepływu sąsiedniego lodowca Argosy. Dno doliny pokryte jest glebą poligonalną, na którą składają się trzy odrębne rodzaje glin subglacjalnych. Dane geomorficzne i stratygraficzne wskazują, że osady te powstają w wyniku sublimacji lodu lodowca zmieszanego z rumoszem skalnym. Pogrzebany lód lodowca jest nadal obecny pod dwoma najmłodszymi przepływami, z których jeden ma ponad milion lat. Gleby nad lodem odnotowują powtarzające się postępy i stagnacje lodowca Argosy. Datowanie tych zwałowań dostarcza informacji o wieku, szybkości sublimacji lodu i szybkości erozji regolitu, które potwierdzają starożytność lodu znajdującego się poniżej.
Najstarszy lód na Ziemi ma niekwestionowany wiek 800 tysięcy lat. Został wydobyty z kopuły lodowej Dome C na Antarktydzie. Tak stare próbki są pobierane z dna dużych lądolodów, a dostęp do nich wymaga wiercenia przez kilometry lodu. W Dolinie Ong lód zachowany jest zaledwie 1 metr pod ziemią i ma ponad milion lat. Geomorficznie podobny lód znaleziono w Beacon Valley, ale jego wiek (~8,1 mln lat) został wywnioskowany z datowania popiołu wulkanicznego nad lodem. Późniejsze analizy innych badaczy sugerują, że wiek popiołu może nie być dobrym wskaźnikiem wieku lodu znajdującego się pod nim.
Większość rdzeni lodu do badań naukowych jest zbierana z miejsc we wschodniej Antarktydzie, gdzie lód został zdeponowany w sposób bardziej czysty – warstwa po warstwie z opadów atmosferycznych – niż w Dolinie Ong. Kilka międzynarodowych zespołów ściga się, aby wydobyć najstarsze rdzenie lodowe z tych bardziej uporządkowanych złóż głębiej pod ziemią, mając nadzieję na stworzenie płynnych linii czasowych warunków atmosferycznych, które sięgają około 1,5 miliona lat wstecz.
Nowa metoda może umożliwić pobranie nawet starszych próbek lodu osadzonego przez lodowce, które są łatwiejsze do uzyskania, ponieważ znajdują się bliżej powierzchni. Głębokie wiercenie w celu uzyskania ciągłych rdzeni lodowych kosztuje miliony dolarów i może zająć ponad dekadę. Poszukując starego lodu, który nie wymaga tak dużych inwestycji, naukowcy udali się do Doliny Ong, ponieważ wcześniejsze szacunki sugerowały, że lód zakopany pod jednym z lodowców – materiał skalny transportowany przez lodowiec – ma ponad milion lat. Po tym, jak lodowce osunęły się do Doliny Ong, ich lód na powierzchni zaczął sublimować, zamieniając się w parę wodną. To pozostawiło ochronny koc z materiału skalnego z zachowanym lodem pod spodem. Wypełniony osadami lód w Dolinie Ong prawdopodobnie nie jest w stanie dostarczyć szczegółowego zapisu klimatycznego, ale na pewno może dostarczać nowych informacji.
Naukowcy zebrali rdzeń lodowy w sezonie 2017–2018, wybierając miejsce wydobycia z dala od wszelkich obszarów skalnych, które mogły skazić próbkę. Na podstawie tego, co wiedzą o tym, jak osadzał się lód w tym regionie, opracowali model tego, jak rzadkie izotopy berylu, glinu i neonu na przestrzeni czasu gromadziły się w szczątkach lodu. Wysokoenergetyczne promienie kosmiczne z kosmosu zderzają się z materiałem skalnym na powierzchni lub w jej pobliżu, tworząc te izotopy. Po porównaniu przewidywań modelu z zmierzonym profilem izotopowym w rdzeniu lodowym o długości 10 metrów, naukowcy byli w stanie oszacować, że część lodu, do pewnej głębokości, liczy około 3 milionów lat. Poniżej tej głębokości koncentracje izotopów były znacznie wyższe niż oczekiwano, co doprowadziło zespół do wniosku, że w tej części Doliny Ong dwie oddzielne masy lodu leżą ułożone jedna na drugiej. Szacują, że starszy, głębszy ma od 4,3 do 5,1 miliona lat.
Naukowcy z różnych zespołów poszukują nieprzerwanego zapisu środowiskowego sprzed około miliona lat, kiedy nastąpiła poważna zmiana klimatu na Ziemi i spowolnienie tempa cykli epoki lodowcowej. Wyniki badań mogą rzucić światło na okres sięgający od około 2,5 do 5 milionów lat, kiedy globalne temperatury i poziomy dwutlenku węgla były wyższe niż dzisiejsze. Zrozumienie przyczyn tego, dlaczego nastąpiła nagła zmiana klimatu jest istotne dla zrozumienia tego, co przyniesie obecne globalne ocieplenie i jak planeta reaguje na takie zmiany.
Opracowano na podstawie:
Scientists have unearthed what could be the world’s oldest ice core
Landscape evolution and preservation of ice over one million years old quantified with cosmogenic nuclides 26Al, 10Be, and 21Ne, Ong Valley, Antarctica
