Pasaulio istorija ant ledo

Iš išorės Sandėliukas Naujojo Hampšyro universiteto (UNH) miestelyje Durhame atrodo pakankamai nepastebimai – standartinė balta 48 x 12 pėdų dėžė. Iš vidaus jis taip pat neatrodo labai įspūdingas, jame yra keli elektriniai siaurapjūkliai ir lentynos, kuriose laikomi tūkstančiai cilindrinių kanistrų, užpildytų ledu. Tačiau tai nėra jūsų vidutinė ledo spintelė. Jame yra visi dviejų mylių ledo gabalai, išgręžti iš didžiulio ledo sluoksnio Grenlandijoje. Be to, šis ledas turi gyvybiškai svarbių duomenų apie žemės klimatą per pastaruosius 250 000 metų ir pateikia išsamiausią įrašą per pastaruosius 110 000 mūsų planetos istorijos metų.

Tam tikrais atžvilgiais ledynai mums pasako daugiau apie tai, kokia buvo aplinka šiaurinėse platumose prieš 100 000 metų, nei apie 1700 ir 1800 metus galime sužinoti iš žmonių įrašų, sako Paulas Mayewskis, UNH ledynų tyrimų direktorius ir vyriausiasis mokslininkas. Grenlandijos ledo lakšto antrasis projektas (GISP2). Šiuos rašytinius įrašus daugiausia sudaro temperatūros rodmenys, tačiau mes galime naudoti ledą 45 skirtingiems kintamiesiems analizuoti.

Ši istorija buvo mūsų 1997 m. liepos mėnesio numerio dalis

• Žr. likusią numerio dalį
• Prenumeruoti

Mayewskis žiūri į ledo lakštus kaip į laiko mašiną, kuri ne tik pasakoja apie žemės istoriją, įskaitant šimtų ugnikalnių išsiveržimų padarinius, bet ir apie žmonijos istoriją. Ši užšaldyta saugykla suteikia daug informacijos tiek žemės mokslininkams, tiek archeologams.

Kaip jie gali išgauti tiek daug informacijos iš įprastų ledo gabalų? Grenlandijos ledynai sudaryti iš sniego, krentančio ant žemės, iš oro pernešančio junginius, įskaitant chemines medžiagas, metalus, dulkes ir net radioaktyvius nuosėdas. Sniegas kiekvienais metais kaupiasi sluoksnis po sluoksnio ir sulaiko šias medžiagas. Besikaupiančio sniego slėgis galiausiai sukuria ledą, o burbuliukai, susidarantys lede, užsandarina nedidelius atmosferos pavyzdžius. UNH laboratorijose ir kitur mokslininkai gali tiksliai nustatyti kasmetinius ledo sluoksnius, panašius į žiedus medžio kamiene, kad nustatytų tuo metu atmosferos sudėtį.

Įšaldytuose Grenlandijos archyvuose yra nuostabių per amžių laikų pramonės įmonių liekanų. Pavyzdžiui, įrašai rodo, kad ankstyviausia didelio masto tarša prasidėjo maždaug prieš 2500 metų ir tęsėsi kitus 800 metų – tai buvo Graikijos ir Romos epochų švino ir sidabro kasybos ir lydymo rezultatas. Tiesą sakant, švino tarša tuo laikotarpiu išaugo iki keturių kartų natūralaus fono lygio, teigia prancūzų mokslininkas Claude'as Boutronas, kurio komanda tyrė ledo gabalėlius iš lygiagrečių mėginių ėmimo, Europos Grenlandijos ledo branduolio projekto.

Kiti atradimai rodo, kad po Romos imperijos nuosmukio nuolat mažėjo tarša švinu: viduramžiais švino koncentracija ledo šerdyje sumažėjo ir nepralenkė Romos lygio iki pramonės revoliucijos pradžios. Dar staigesnis padidėjimas įvyko XX amžiuje, kai švino koncentracija padidėjo iki maždaug 200 kartų natūralaus (iki Graikijos ir Romos) lygio, tikriausiai daugiausia dėl to, kad į benziną buvo įdėta švino priedų.

Kiti chemikalai taip pat smarkiai išaugo. Remiantis ledo šerdies duomenimis, nuo pramonės revoliucijos pradžios anglies dioksido koncentracija atmosferoje padidėjo beveik 30 proc., metano koncentracija padidėjo daugiau nei dvigubai, o sulfato (šalutinio anglies degimo produkto) koncentracija padidėjo maždaug tris kartus.

Nauji teršalai Grenlandijoje pradėjo pasirodyti šeštojo dešimtmečio pabaigoje – radioaktyvusis stroncis-90 ir cezis-137, daugiausia dėl JAV, Sovietų Sąjungos ir Didžiosios Britanijos branduolinių bandymų programų. Šis kritimas pasiekė aukščiausią tašką 1963 m., o vėliau tais metais sumažėjo pasirašius Atmosferos bandymų uždraudimo sutartį, sako Jackas Dibbas, UNH mokslininkas iš Ledynų tyrimų grupės. Aštuntajame ir devintajame dešimtmečiuose vis dar matome nedidelius iškilimus dėl kinų, prancūzų ir galbūt kai kurių kitų, apie kuriuos mes nežinome, bandymų. Daugiau radioaktyvių šiukšlių cezio-134 ir 137 pavidalu 1986 m. gegužės mėn. dėl Černobylio atominės elektrinės avarijos Ukrainoje nuskriejo į Grenlandiją. Šis radioaktyvus debesis nusodino izotopus Antarkties lede, o tai rodo, kad visa planeta buvo užteršta branduolio tirpimu.

Tačiau istorija, kurią pasakoja ledas, nėra bloga. Pagrindinių teršalų (įskaitant šviną) koncentracija į Grenlandiją iš tikrųjų sumažėjo nuo tada, kai 1970 m. buvo priimtas JAV Švaraus oro įstatymas ir vėlesnis išmetamųjų teršalų mažinimas. Vis dėlto per daugiau nei 100 000 metų šių ledo šerdžių aprėptis anglies dioksido ir metano, abiejų šiltnamio efektą sukeliančių dujų, lygis niekada nebuvo didesnis nei dabar, sako Scripps okeanografijos instituto fizikas Martinas Wahlenas. šis žmogaus sukeltas pokytis yra tikrai nuostabus. Kalbant apie anglies dioksido ir metano koncentracijas, jis sako, kad žmonija sukėlė maždaug tokio pat masto pokyčius, kaip ir natūraliai tarp ledyninių ir tarpledyninių laikotarpių. Nors šis natūralus poslinkis vyko per dešimtis tūkstančių metų, žmogaus sukeltas pokytis įvyko tik per pastaruosius kelis šimtmečius.

Vienas iš didžiausių GISP2 projekto netikėtumų yra greitų klimato pokyčių, atsirandančių per dešimtmečius ar trumpesnį laikotarpį, atradimas. Mažiausiai aštuonis kartus parodėme, kad klimato kaita įvyko staiga, kai civilizacijoms vystėsi per pastaruosius kelis tūkstančius metų, sako Mayewski. Dėl šių pokyčių gali kilti pavojus žmonėms, gyvenantiems ekstremalioje aplinkoje – labai šaltoje arba sausoje aplinkoje. Jei gyvenate tokioje ribinėje vietovėje, nedidelis temperatūros ar drėgmės pasikeitimas gali išmušti iš verslo.

Pavyzdžiui, Mayewskis ir Jeilio archeologas Harvey Weissas nustatė stebėtiną ryšį tarp klimato reiškinio 2200 m. pr. Kr., dėl kurio iš Europos į Indiją kilo didžiulė sausra, ir Mesopotamijos imperijos, kuri buvo įsikūrusi netoli dykumos regiono, žlugimo. dabar Irakas. Tai nereiškia, kad klimato kaita buvo vienintelis veiksnys, bet tikriausiai tai suvaidino tam tikrą vaidmenį, sako Mayewski.

Mayewskis bendradarbiavo su archeologu Tomu McGovernu iš Hanterio koledžo ir kitais, kad ištirtų panašią ilgalaikę paslaptį, susijusią su skandinavų naujakurių dingimu Vakarų Grenlandijoje, pradedant nuo XX a. vidurio. McGovern sako, kad pagrindiniai įrašai rodo, kad apie 1350 m. buvo tikrai šalta žiema ir keletas laipsniškai šaltesnių vasarų. Blogiausia naujiena šiems žmonėms būtų buvusi šaltų vasarų serija, kuri būtų sumažinusi ir taip trumpą auginimo sezoną, ir būtent taip atsitiko. Jis priduria, kad klimatas visada buvo įtariamas sunaikinant gyvenvietę, tačiau mums reikėjo naujų ledo duomenų, kurių skiriamoji geba yra atskirų metų ir sezonų skalėje, kad galėtume juos tiksliai nustatyti.

McGovern tikisi išsiaiškinti, ar plačiai paplitusį mastodonų, vilnonių mamutų ir kitų gyvūnų mirtį prieš 10 000 metų pleistoceno eros pabaigoje daugiausia lėmė klimato kaita ar žmonių grobuonys. Daugelį metų vyksta didžiulės diskusijos apie archeologiją, o Grenlandijos duomenys pagaliau gali padėti mums tai išspręsti.

Mayewski tikisi, kad būsimi tyrimai atskleis daug kitų sąsajų tarp klimato įvykių, atskleistų ledo sluoksniuose, ir pagrindinių žmonijos istorijos lūžių. Kitas žingsnis, anot jo, yra pagaminti ledo šerdis iš kitų pasaulio šalių, taigi giluminio gręžimo programa, pradėta praėjusiais metais Antarktidoje. GISP2 bendradarbiai taip pat pradeda lyginti ledo šerdies duomenis su atitinkamais klimato įrašais, gautais iš medžių žiedų, ežerų nuosėdų ir koralų.

McGovern sako, kad svarbiausia yra ne tik kaupti duomenis – tikrai reikia suburti žmones, kad sudarytumėte įvairias komandas, o toks klimatologų, archeologų, paleontologų ir istorikų bendradarbiavimas atveria visiškai naują sritį, turinčią didžiulį potencialą. Mayewskis priduria, kad kalbant apie informacijos, esančios giliai pasaulio ledynuose, išnaudojimą, mes tik pradėjome braižyti paviršių.

paslėpti