Антарктида под микроскопом: ученые разгадывают климатические загадки старше миллиона лет

В Бременгафене ученые исследуют один из древнейших ледниковых слоев, когда-либо добытых на Земле. В Германию прибывают исследователи со всей Европы, чтобы получить образцы этого уникального материала, о чем сообщает издание Spiegel.

Климатический кризис

В течение последних недель ученые со всей Европы - Берна, Бергена, Брюсселя и Парижа - прибыли к устью реки Везер, чтобы получить кусочек замерзшей воды. Как и Вильгельмс, они стремятся изучить, как климат Земли менялся в течение многих тысячелетий. Лед в контейнере должен помочь им разгадать загадку климатической истории.

Природные циклы и антропогенное воздействие

До того, как человечество примерно 150 лет назад начало сжигать огромные объемы угля, нефти и газа, вызывая глобальное потепление, климат менялся исключительно под влиянием природных явлений. Регулярно чередовались ледниковые и теплые периоды. Однако интервалы между ними были разными: до примерно 1,2 миллиона лет назад холодные и теплые фазы повторялись примерно каждые 41 000 лет, что подтверждается в частности анализами окаменелостей на дне мирового океана. С примерно 800 000 лет назад климатический цикл повторяется лишь каждые 100 000 лет.

Вильгельмс и его коллеги стремятся понять причины этого нового ритма чередования тепла и холода. Это важно, поскольку такие неизвестные эффекты могут как смягчить, так и усилить антропогенные изменения климата.

Бурение на глубину 2800 метров

Примерно в 16 000 километрах к юго-востоку от Бременгафена на востоке Антарктиды расположено одно из самых безлюдных мест на планете - плато Литтл-Доум-Си, лежащее на высоте более 3000 метров над уровнем моря. Даже в теплое время года средние температуры здесь достигают лишь минус 35 градусов по Цельсию.

В течение четырех летних сезонов Вильгельмс и его команда шаг за шагом погружали узкий цилиндр вертикально в ледниковый щит. Они бурили, пока не достигли скального дна антарктического континента. Их скважина достигает 2800 метров в глубину, и соответственно такой же длины есть ледовый керн, который они частями добывали на поверхность. Ученые распилили тонкие цилиндры на метровые куски и упаковали их в белые ящики. 40 из них уже хранятся в замороженном контейнере в Бременгафене.

Долгосрочный архив как будущий учебник

В этих образцах содержится не только чрезвычайно старая замерзшая вода, но и каждый слой снега, который падал с неба на Южном полюсе в течение последних 1,2 миллиона лет и уплотнился до льда. "При этом каждый раз во льду, словно в капсулах времени, оставались крошечные количества газов и пыли из воздуха", — объясняет Вильгельмс. Именно из этих образцов исследователи ожидают получить новые знания об истории Земли.

Во льду из глубин Литтл-Доум-Си были обнаружены молекулы, которые по меньшей мере на 400 000 лет старше тех, что были в предыдущих образцах. С их помощью исследователи могли заглянуть в прошлое на около 800 000 лет. Теперь они могут воссоздать климат на Земле в течение периода более миллиона лет и впервые проследить изменение ритма теплых и ледниковых периодов. Этот лед - словно долгосрочный архив, который должен стать учебником для будущего.

Фото: Special.azertag.az

Кислород помогает воспроизвести изменения температуры

Вильгельмс и его коллеги ищут в ледниковом керне различные изотопы кислорода, с помощью которых они могут отслеживать изменения температуры и отличать теплые периоды от ледниковых. Кроме того, они анализируют в капсулах времени содержание парниковых газов - диоксида углерода и метана. По температуре и объему газа они могут определить, насколько сильно эти газы влияли на климат Земли когда-то и изменилось ли что-то в течение тысячелетий.

Не только метан и CO₂ влияют на климат. Вильгельмс стремится понять, что происходит, когда изменение концентрации парниковых газов и другие потепляющие или охлаждающие события действуют совместно. Это может повлиять на то, насколько сильно планета потеплеет в будущем.

Орбита Земли и климатические циклы

Одним из факторов чередования теплых и ледниковых периодов является положение Земли в космосе. В течение длительных периодов она вращается вокруг Солнца то по более круглой, то по более эллиптической орбите. Это обусловлено гравитационными силами больших планет, таких как Юпитер и Сатурн. В то же время земная ось немного колеблется и меняет свой наклон.

Чем шире Земля движется вокруг Солнца и чем больше наклоняется земная ось, тем экстремальнее становятся времена года. Зимы тогда становятся холоднее, особенно на Северном и Южном полюсах, по всей планете могут образовываться ледники, которые полностью не тают даже летом. И наоборот, благодаря более круглой орбите Земля может равномерно нагреваться. Когда белый снег и лед на планете тают, она отражает меньше солнечного света и становится все теплее. Что произойдет, если одновременно растет содержание CO₂ в воздухе?

Чтобы максимально большое количество исследователей могло работать одновременно, эксперты в Бременгафене разрезали секции ледникового керна вдоль на девять частей. "С самым старым льдом мы только что завершили работу", — говорит Вильгельмс. Теперь начинается настоящая работа, которая продлится годами. В 2026 году ожидается прибытие следующего контейнера со льдом из Литтл-Доум-Си в Бременгафен.

Больше новостей читайте на GreenPost.