Dyb antarktisk boring vil afsløre klimahemmeligheder fanget i 1,5 millioner år gammel is

En ambitiøs mission om at bore i det antarktiske indlandsis for at udtrække nogle af de ældste is på planeten vil give vitale spor om et mystisk skift i adfærden på vores planets klima.

At bore i isen på Antarktis er som at gå tilbage i tiden. Frosset inde i den er relikvier fra tidligere tidsaldre - støv, der lagde sig på overfladen for længe siden og luftbobler fanget af gamle snestorme.

For forskere, der håber at forstå, hvordan Jordens klima tidligere har ændret sig, det er en skattekiste. Pakket i hver meter is er disse værdifulde artefakter tusinder af år værd.

Nu håber et internationalt forskerteam at bore mere end 2, 700 meter under overfladen i deres søgen efter is, der er op til 1,5 millioner år gammel.

Deres mål er at udtrække iskerner, der hjælper dem med at samle det, der skete med vores planets klima i løbet af en afgørende og mystisk forandringsperiode, der fandt sted for omkring 1 million år siden.

"I løbet af de sidste par millioner år har Jordens klima har svinget mellem kolde istiden og kortere, varmere mellemistider, "sagde professor Carlo Barbante, en analytisk kemiker ved Ca'Foscari University of Venice, Italien, og koordinator for Beyond EPICA -projektet, der håber at genoprette iskernerne.

"Vi ved fra oplysninger indeholdt i marine sedimenter, at vi ville have en varm og en kold periode hver 41, 000 år, men så for omkring 1 million år siden, denne cyklus ændrede sig til at have en periodicitet på cirka hver 100, 000 år.

"Vi ved ikke præcis, hvorfor denne ændring skete. Mest sandsynligt skyldtes det ændringer i kuldioxidcyklussen."

Kredsløb

Meget af glacialcyklussen på Jorden er drevet af vores planets mindre end perfekte kredsløb om solen og det faktum, at den har en tendens til at svinge om sin akse. Men andre ændringer, såsom vulkansk aktivitet, der kaster aerosoler i luften og mængden af ​​drivhusgasser i atmosfæren, også påvirke denne cyklus.

Ved at analysere is, der går tilbage til omkring tidspunktet for ændringen i glacialcyklussen, Prof. Barbante og hans kolleger håber at finde konserveret støv, gas og isotoper, der kan fortælle dem, hvad der kan have ført til dette skift i klimaet.

"At forstå denne periode fra fortiden er vigtig, fordi den kan hjælpe os med at besvare spørgsmål, vi har om følsomheden af ​​vores klima i dag, "sagde prof. Barbante.

Selvom forskere ved, at stigninger i drivhusgasser får klimaet til at varme op, det er svært at modellere de nøjagtige virkninger af dette på grund af klimasystemets kompleksitet.

Korrelation af klimaændringer i fortiden til kuldioxidkoncentrationer kan hjælpe med at lave bedre forudsigelser om, hvad vores egne drivhusgasemissioner vil gøre for planeten.

"Vi håber at udfylde huller i vores viden om, hvordan Jorden vil reagere på ændringer i drivhusgaskoncentrationer, "tilføjede professor Barbante.

Prof. Barbante og hans kolleger håber at bygge videre på succesen med et tidligere projekt kaldet European Project for Ice Coring in Antarctica (EPICA), som borede til en dybde på 3, 270 meter på et sted kaldet Dome C, tæt på den fransk-italienske forskningsfacilitet Concordia Station på Polarplateauet i Østantarktis. I 2006, efter 10 års boring, holdet havde opnået is, der var op til 820, 000 år gammel.

Beyond EPICA -teamet har brugt de sidste tre år på at foretage nye undersøgelser ved hjælp af radar monteret på fly og slæder for at identificere et sted med ældre is.

Nøglen har været at finde dele af indlandsisen, der er dybe nok til at indeholde is, der er over en million år gammel, men ikke så dybt, at trykket fra isen ovenfor får bunden til at smelte.

"Vi havde to kandidatsteder - cirka 40 km fra Concordia -basen i et område kendt som Little Dome C og en anden tæt på en japansk base kaldet Dome Fuji Station, "siger professor Olaf Eisen, en glaciolog ved Alfred Wegener Institute Helmholtz Center for Polar- og havforskning i Bremerhaven, Tyskland, der ledte søgningen efter det nye borested.

"Vi ville have dejlig lagdelt is, med kontinuerlig ophobning af sne på overfladen og bundsten, der ikke er for bjergrig, så det ikke forstyrrer isens stratigrafi (lag). "

Topografi

Radarbillederne tillod holdet at se tydelige grænser i isen, som de kunne bruge til at estimere dets alder og også se formen på klippen nedenunder. De bosatte sig til sidst på stedet ved Little Dome C. Den underliggende topografi af landet og variationer i mængden af ​​is, der har akkumuleret over det over tid, betyder, at de ikke behøver at bore så dybt, som de gjorde med det originale EPICA -projekt for at nå den ældste is. De vurderer, at de vil finde is mere end 1 million år gammel i en dybde på omkring 2, 700 meter.

"Isen på plateauet er pænt lagdelt og uforstyrret, "tilføjede professor Eisen.

Teamet er nu i gang med den næste fase af projektet, som skal begynde at bore og hente isen. I slutningen af ​​sidste år, de begyndte at bygge deres lejr på stedet og forberede en skyttegrav, hvor de vil bore et forberedende hul gennem de første 20 meter med porøs snepose, eller 'firn, "oven på indlandsisen.

De sigter mod at bore de første 150 meter ned i isen i løbet af den næste Antarktis sommer mellem november 2020 og januar 2021. Mens de borer ned, holdet vil pumpe en tyk, giftfri væske ind i det resulterende borehul for at forhindre, at islagets tryk lukker det.

"Vi håber at nå sengen inden for tre til fire sæsoner, hvis alt går godt, "sagde prof. Barbante." Denne dyrebare is giver os en chance for at se tilbage til en tid, hvor verden var anderledes. Mennesker var ikke i nærheden, i hvert fald ikke som Homo sapiens , og klimaet var i en helt anden tilstand.

"Det er et fascinerende arkiv fra fortiden, men det kan også hjælpe os med at forstå fremtiden. "