Najstarszy lód na świecie. Skrywał historię sprzed 5 milionów lat
Jak to jest oddychać powietrzem sprzed 5 milionów lat? Nasze organizmy prawdopodobnie musiałyby się długo aklimatyzować, ale aparaturze naukowej takie powietrze z epoki pliocenu nie zaszkodzi. Tylko skąd je wziąć? Okazuje się, że niczym inkluzje w bursztynie, bąble wypełnione powietrzem są uwięzione głęboko w lodowcach. Kryją się tam też informacje o dawnym klimacie na Ziemi i jego zmianach zachodzących przez tysiące lat. Co nam mówią najstarsze rdzenie lodowe?
Najstarszy lód na świecie. Gdzie go znaleziono?
Naukowcy dowiadują się sporo o prehistorycznym klimacie na Ziemi dzięki badaniu rdzeni lodowych. Są to najczęściej wywiercone pręty pochodzące z lodowca. Jako że lód tworzy się z nawarstwionych opadów śniegu każdego roku, głębsze warstwy są starsze od tych bliżej powierzchni, przez co taki cylindryczny pręt jest jak oś czasu. Odwierty prowadzono dotąd na głębokość ponad 3,2 km, odkrywając ewolucję historii naturalnej, sięgającą nawet 800 tysięcy lat wstecz. Taki był dotychczasowy rekord, ale został on niedawno pobity i to o kilka rzędów wielkości.
Wcześniej naukowcy nie mogli natrafić na Antarktydzie na lód starszy niż milion lat, co uniemożliwiało badanie starszego klimatu. W końcu jednak to się udało. Wykonali oni odwiert, pobierając rdzeń lodowy długości 944 cm w Dolinie Ong, w Górach Transantarktycznych. To najstarszy rdzeń lodowy na świecie - starszy nawet od pokryw lodowych wschodniej Andarktydy.
To odkrycie jest szczególnie ważne z perspektywy badań klimatu, jako że w epoce pliocenu "globalne temperatury powierzchni oraz poziomy CO2 były wyższe niż obecnie, co jest postrzegane jako analogiczne do obecnego antropogenicznego ocieplenia" - wyjaśniają autorzy badania.
W pliocenie żyły już duże ssaki, a także nasi przodkowie - człowiekowate ardipiteki (5,8-4,4 mln lat temu). Australopiteki też wyewoluowały w tej epoce, ale pojawiły się dopiero ok. 4,2 mln lat temu. Wówczas nie opuszczały one Afryki.
Rdzenie lodowe skrywają tajemnice sprzed 5 mln lat
Badacze porównują rdzenie lodowe do bursztynów, w których często także zostały zakonserwowane relikty przeszłości. "Podobnie jak prehistoryczna mucha uwięziona w bursztynie w czasach dinozaurów, tak unoszące się w powietrzu relikty wcześniejszego klimatu Ziemi - w tym kurz, pęcherzyki powietrza, sole morskie, popiół wulkaniczny i sadza z pożarów lasów - mogą skończyć uwięzione w lodzie lodowcowym przez eony. Dla klimatologów te relikty opowiadają historię o tym, jak klimat i atmosfera naszej planety zmieniała się przez tysiące lat" - wyjaśnia National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA).
Do badań rekordowo starego rdzenia lodowego wykorzystano datowanie metodą izotopów kosmogenicznych. To metoda, która w latach 90. zrewolucjonizowała badania procesów zachodzących w powierzchni Ziemi. W próbkach znaleziono warstwy sprzed 2,9 mln lat oraz sprzed 4,3-5,1 mln lat. To dość spory zakres, którego nie udało się zawęzić z powodu ograniczeń technicznych. Dla badaczy klimatu te próbki stanowią jednak bezcenny materiał.
"To nadal bezpośredni dowód na ekspansję pokrywy lodowej wschodniej Antarktydy oraz lokalną ekspansję lodu w tamtym czasie. Ten ustalony wiek sugeruje, że ekspansja pokrywy lodowej nastąpiła przed ochłodzeniem MIS M2 i możliwe, że zbiegła się z wczesnym globalnym zlodowaceniem pliocenu (ok. 4,9-4,8 mln lat temu). Jeżeli faktycznie starszy lód nadal znajduje się pod środkową masą lodową, to nie stopił się w okresie ocieplenia" - piszą autorzy.
Aby wyciągnąć dalej idące wnioski, badaczom klimatu potrzebnych jest więcej próbek i więcej badań. Już jednak dotychczas zebrane materiały w dolinie Ong dostarczyły sporo nowej wiedzy. Stanowią one m.in. mocny dowód na to, że w pliocenie doszło do dwóch postępów lodowców, czyli przemieszczenia się dużych mas lodowcowych.
Główne źródła:
M. Bergelin et al. (2022). Cosmogenic nuclide dating of two stacked ice masses: Ong Valley, Antarctica. The Cryosphere.
P.R. Bierman et al. (2021). Dating by Cosmogenic Nuclides. Encyclopedia of Geology.
A. Dusto. (2014). Climate at the core: how scientists study ice cores to reveal Earth's climate history. NOAA Climate.gov.
