Blyforurening i arktisk is viser økonomiske konsekvenser af krige og plager i de sidste 1, 500 år

Hvordan påvirkede begivenheder som den sorte døds pest økonomien i middelalderens Europa? Blypartikler fanget dybt i arktisk is kan fortælle os.

Kommercielle og industrielle processer har udsendt bly til atmosfæren i tusinder af år, fra udvinding og smeltning af sølvmalm for at lave penge til det gamle Rom til afbrænding af fossile brændstoffer i dag. Denne blyforurening bevæger sig på vindstrømme gennem atmosfæren, til sidst at slå sig ned på steder som indlandsisen i Grønland og andre dele af Arktis.

På grund af blys forbindelse til ædle metaller som sølv og det faktum, at naturlige blyniveauer i miljøet er meget lave, videnskabsmænd har fundet ud af, at blyaflejringer i lag af arktisk is er en følsom indikator for den samlede økonomiske aktivitet gennem historien.

I en ny undersøgelse offentliggjort i Proceedings of the National Academy of Sciences , forskere fra Desert Research Institute (DRI), University of Oxford, NILU – Norsk Institut for Luftforskning, Københavns Universitet, University of Rochester, Alfred Wegener Instituttet for Polar- og Havforskning brugte tretten arktiske iskerner fra Grønland og det russiske Arktis til at måle, dato, og analysere blyemissioner fanget i isen fra 500 til 2010 CE, en tidsperiode, der strakte sig fra middelalderen gennem den moderne periode til i dag.

Dette arbejde bygger på en undersøgelse offentliggjort af nogle af de samme forskere i 2018, som viste, hvordan blyforurening i en enkelt iskerne fra Grønland sporede op- og nedture i den europæiske økonomi mellem 1100 fvt og 800 e.Kr. en periode, som omfattede det græske og romerske imperium.

"Vi har udvidet vores tidligere optegnelse gennem middelalderen og moderne periode til nutiden, " forklarede Joe McConnell, Ph.D., hovedforfatter på undersøgelsen og direktør for DRI's Ultra-Trace Ice Core Chemistry Laboratory i Reno, Nevada. "Ved at bruge en række af tretten iskerner i stedet for kun én, denne nye undersøgelse viser, at før den industrielle revolution, blyforurening var udbredt og overraskende ens over en stor del af Arktis og uden tvivl resultatet af europæiske emissioner. Iskerne-arrayet giver med fantastiske detaljer en kontinuerlig registrering af europæiske – og senere nordamerikanske – industrielle emissioner gennem de sidste 1500 år."

"At udvikle og fortolke et så omfattende udvalg af arktiske iskerneregistreringer ville have været umuligt uden internationalt samarbejde, " tilføjede McConnell.

Forskerholdet fandt ud af, at stigninger i blykoncentrationen i iskernerne følger med perioder med ekspansion i Europa, fremkomsten af ​​nye teknologier, og økonomisk velstand. Fald i bly, på den anden side, parallelle klimaforstyrrelser, krige, plager, og hungersnød.

"Vedvarende stigninger i blyforurening i den tidlige og høje middelalder (ca. 800 til 1300 e.Kr.), for eksempel, indikerer udbredt økonomisk vækst, især i Centraleuropa, da nye mineområder blev opdaget på steder som de tyske Harzen og Erzgebirge-bjergene, "McConnell bemærkede. "Blyforurening i iskerneregistreringerne faldt i den sene middelalder og den tidlige moderne periode (omkring 1300 til 1680 e.v.t.), da pesten ødelagde disse regioner, imidlertid, tyder på, at den økonomiske aktivitet er gået i stå."

Selv med op- og nedture over tid på grund af begivenheder som pest, undersøgelsen viser, at stigningen i blyforurening i Arktis gennem de sidste 1500 år har været eksponentiel.

"Vi fandt en samlet stigning på 250 til 300 gange i arktisk blyforurening fra begyndelsen af ​​middelalderen i 500 e.Kr. til 1970'erne, " forklarede Nathan Chellman, en ph.d.-studerende på DRI og medforfatter på undersøgelsen. "Siden vedtagelsen af ​​forureningsbekæmpelsespolitikker, herunder 1970 Clean Air Act i USA, blyforureningen i arktisk is er faldet med mere end 80 procent."

"Stadig, blyindholdet er omkring 60 gange højere i dag, end det var i begyndelsen af ​​middelalderen, " tilføjede Chellman.

Denne undersøgelse omfattede en række iskerner, og forskerholdet brugte avanceret atmosfærisk modellering til at bestemme den relative følsomhed af forskellige iskernesteder i Arktis over for blyemissioner.

"Modellering viser, at kernen fra det russiske Arktis er mere følsom over for europæiske emissioner, især fra de østlige dele af Europa, end kerner fra Grønland, " forklarede Andreas Stohl, Ph.D., atmosfærisk videnskabsmand ved NILU og medforfatter på undersøgelsen. "Det er grunden til, at vi fandt konsekvent højere niveauer af blyforurening i den russiske arktiske kerne og hurtigere stigninger i løbet af den tidlige og høje middelalder, da minedrift flyttede mod nord og øst fra den iberiske halvø til Storbritannien og Tyskland."

Kombinationen af ​​ekspertise i denne undersøgelse er unik, fortsætter et samarbejde mellem forskere inden for så forskellige områder som iskernekemi og økonomisk historie. Disse resultater, holdet argumenterer, er et vidnesbyrd om fordelene ved tværfagligt samarbejde.

"Det, vi finder, er interessant ikke kun for miljøforskere, der ønsker at forstå, hvordan menneskelig aktivitet har ændret miljøet, " sagde Andrew Wilson, Ph.D., Professor i det romerske imperiums arkæologi i Oxford og medforfatter på undersøgelsen. "Disse iskerneregistreringer hjælper også historikere med at forstå og kvantificere de måder, samfund og deres økonomier har reageret på eksterne kræfter såsom klimaforstyrrelser, plager, eller politisk uro."