Антарктида під мікроскопом: науковці розгадують кліматичні загадки віком понад мільйон років

У Бременгафені науковці досліджують один із найдавніших льодовикових шарів, коли-небудь видобутих на Землі. До Німеччини прибувають дослідники з усієї Європи, аби отримати зразки цього унікального матеріалу, про що повідомляє видання Spiegel.

Кліматична криза

Протягом останніх тижнів науковці з усієї Європи — Берна, Бергена, Брюсселя та Парижа — прибули до гирла річки Везер, щоб отримати шматочок замерзлої води. Як і Вільгельмс, вони прагнуть вивчити, як клімат Землі змінювався протягом багатьох тисячоліть. Лід у контейнері має допомогти їм розгадати загадку кліматичної історії.

Природні цикли й антропогенний вплив

До того, як людство приблизно 150 років тому почало спалювати величезні обсяги вугілля, нафти та газу, спричиняючи глобальне потепління, клімат змінювався виключно під впливом природних явищ. Регулярно чергувалися льодовикові та теплі періоди. Однак інтервали між ними були різними: до приблизно 1,2 мільйона років тому холодні та теплі фази повторювалися приблизно кожні 41 000 років, що підтверджується зокрема аналізами скам'янілостей на дні світового океану. З приблизно 800 000 років тому кліматичний цикл повторюється лише кожні 100 000 років.

Вільгельмс та його колеги прагнуть зрозуміти причини цього нового ритму чергування тепла і холоду. Це важливо, оскільки такі невідомі ефекти можуть як пом'якшити, так і посилити антропогенні зміни клімату.

Буріння на глибину 2800 метрів

Приблизно за 16 000 кілометрів на південний схід від Бременгафена на сході Антарктиди розташоване одне з найбезлюдніших місць на планеті — плато Літтл-Доум-Сі, що лежить на висоті понад 3000 метрів над рівнем моря. Навіть у теплу пору року середні температури тут сягають лише мінус 35 градусів за Цельсієм.

Протягом чотирьох літніх сезонів Вільгельмс та його команда крок за кроком занурювали вузький циліндр вертикально в льодовиковий щит. Вони бурили, доки не досягли скельного дна антарктичного континенту. Їхня свердловина сягає 2800 метрів у глибину, і відповідно такої ж довжини є льодовий керн, який вони частинами видобували на поверхню. Науковці розпиляли тонкі циліндри на метрові шматки та упакували їх у білі ящики. 40 із них вже зберігаються в замороженому контейнері в Бременгафені.

Довгостроковий архів як майбутній підручник

У цих зразках міститься не лише надзвичайно стара замерзла вода, але й кожен шар снігу, який падав з неба на Південному полюсі протягом останніх 1,2 мільйона років та ущільнився до льоду.

«При цьому щоразу в льоду, немов у капсулах часу, залишалися крихітні кількості газів та пилу з повітря», — пояснює Вільгельмс. Саме з цих зразків дослідники очікують отримати нові знання про історію Землі.

У льоду з глибин Літтл-Доум-Сі було виявлено молекули, які щонайменше на 400 000 років старші за ті, що були у попередніх зразках. З їх допомогою дослідники могли зазирнути в минуле на близько 800 000 років. Тепер вони можуть відтворити клімат на Землі протягом періоду понад мільйон років і вперше простежити зміну ритму теплих та льодовикових періодів. Цей лід — немов довгостроковий архів, що має стати підручником для майбутнього.

Фото: Special.azertag.az

Кисень допомагає відтворити зміни температури

Вільгельмс та його колеги шукають у льодовиковому керні різні ізотопи кисню, за допомогою яких вони можуть відстежувати зміни температури та відрізняти теплі періоди від льодовикових. Крім того, вони аналізують у капсулах часу вміст парникових газів — діоксиду вуглецю та метану. За температурою та обсягом газу вони можуть визначити, наскільки сильно ці гази впливали на клімат Землі колись і чи змінилося щось протягом тисячоліть.

Не лише метан і CO₂ впливають на клімат. Вільгельмс прагне зрозуміти, що відбувається, коли зміна концентрації парникових газів та інші потеплішальні або охолоджувальні події діють спільно. Це може вплинути на те, наскільки сильно планета потеплішає в майбутньому.

Орбіта Землі та кліматичні цикли

Одним із факторів чергування теплих та льодовикових періодів є положення Землі у космосі. Протягом тривалих періодів вона обертається навколо Сонця то по більш круглій, то по більш еліптичній орбіті. Це зумовлено гравітаційними силами великих планет, таких як Юпітер і Сатурн. Водночас земна вісь трохи коливається та змінює свій нахил.

Що ширше Земля рухається навколо Сонця і що більше нахиляється земна вісь, то екстремальнішими стають пори року. Зими тоді стають холоднішими, особливо на Північному та Південному полюсах, по всій планеті можуть утворюватися льодовики, які повністю не тануть навіть влітку. І навпаки, завдяки більш круглій орбіті Земля може рівномірніше нагріватися. Коли білий сніг і лід на планеті тануть, вона відбиває менше сонячного світла і стає все теплішою. Що відбудеться, якщо одночасно зростає вміст CO₂ в повітрі?

Аби максимально велика кількість дослідників могла працювати одночасно, експерти у Бременгафені розрізали секції льодовикового керна вздовж на дев'ять частин.

«Із найстарішим льодом ми щойно завершили роботу», – каже Вільгельмс. Тепер починається справжня робота, яка триватиме роками. У 2026 році очікується прибуття наступного контейнера з льодом з Літтл-Доум-Сі до Бременгафена.

Більше новин читайте на GreenPost.