Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Natur

Gletsjere kan registrere historien om coronavirus -pandemien

Kopi af en iskerne ekstraheret fra Schneeferner gletscher. Kredit:Laura Roberts

Corona -pandemien vil blive husket i årtier fremover gennem historiebøger, mundtlige fortællinger og en overflod af personligt beskyttelsesudstyr. Imidlertid, gletsjerne i Himalaya, Alperne, Patagonia og andre regioner kan også indeholde historien om denne tid. Blandt islagene lå registreringer af mange ting - vulkanudbrud, andre pandemier, gamle civilisationer, og menneskeskabte klimaforandringer. Det voldsomme fald i luftforurenende stoffer, reduktion af drivhusgasemissioner, og ændringer i atmosfærisk sammensætning under corona -pandemien kan i sidste ende observeres i isis.

Atmosfæriske vindstrømme fører gasser, partikler, og andre stoffer til gletschere. Når sne, der indeholder disse partikler og opløste kemikalier fra luften, samler sig på gletsjere, det fanger de transporterede stoffer. Luftbobler-prøver af gasser i atmosfæren (f.eks. Langlivede gasser som kuldioxid)-dannes også. Over måneder og år efterhånden som mere sne ophobes, ældre lag sne og gas komprimeres og forsegles - bevarer prøver af atmosfæriske forhold på nedbørstidspunktet. Ved at bore under overfladen, forskere udvinder iskerner, der indeholder disse stoffer. Den kemiske sammensætning af isen og luften, der er fanget i den, tjener som en proxy for forskere til at analysere atmosfæriske ændringer over tid.

Roxana Sierra-Hernandez, en paleoklimatolog ved Byrd Polar and Climate Research Center ved Ohio State University fortalte GlacierHub, en iskerne "gengiver virkelig atmosfæren på en eller anden måde. Du kan gå tilbage i tiden for at forstå, hvordan miljøet ændrede sig", da der ikke var menneskelige optegnelser. For eksempel, gennem målinger af blykoncentration glaciologer opdagede minedrift næsten stoppet under den sorte død på grund af minearbejdernes død, opgivelse af miner og et efterfølgende fald i befolkningen. I øvrigt, tilføjede hun, i "iskerner vil du have data fra bestemte breddegrader, fra polerne, fra områder, som folk ikke kan nå det meste af tiden til at foretage jordmålinger. "

De atmosfæriske ændringer forårsaget af COVID-19-nedlukninger kunne på samme måde registreres i isis, som fremtidige forskere kan analysere. Med fly, tog, og biler stopper, virkningerne af et drastisk fald i transport er allerede set i reduktioner i nitrogendioxidemissioner i Kina og det nordlige Italien. Nitrogenoxider (NOx) er en gruppe drivhusgasser, der er forbundet med bilens udstødningsemissioner; de bidrager også til smog og sur regn.

I atmosfæren, nitrogenoxider omdannes til nitrater, som er afsat på overflader såsom gletsjere, hvor de er bevaret. Becky Alexander, en atmosfærisk videnskabsmand ved University of Washington, fortalte GlacierHub, "vi tror, ​​at menneskelig aktivitet dominerer NOx -emissioner, så vi kan muligvis se et signal om det i gletsjere og iskerner. Og fordi vi har set et fald i koncentrationer i atmosfæren i hvert fald i byer, vi kan forvente at se et [fald] i nitratkoncentrationer [i gletschere]. "

Mange byer har også oplevet en reduktion i luftpartikelforurening, specifikt PM 2,5 — partikler frigivet ved emissioner fra industriel produktion, køretøjer og fossilt brændsel (f.eks. støv, aske og sod, sort kulstof). På højden af ​​deres lockdowns, Delhi, Indien havde en reduktion på 60 procent i PM 2,5 og Los Angeles, Californien havde en reduktion på 31 procent. Ifølge Sierra-Hernandez og Paolo Gabrielli, en glaciolog ved Byrd Center, reduktionen i partikelniveauer kan afspejles i isforekomsterne fra denne tid.

Imidlertid, der er muligvis ikke et enkelt svar på, hvad isbreer fra coronavirus -pandemien vil indeholde. Fordi gletschere fanger atmosfæriske ændringer langs specifikke luftmassebaner, gletsjere i forskellige regioner kan vise tydelige ændringer, der afspejler de forskellige lockdowns og emissionskilder rundt om i verden. Gletschere, der afspejler kinesiske emissioner, kan vise et fald i emissionerne fra kul, der henviser til, at gletschere, der afspejler amerikanske emissioner, kan afsløre en reduktion i emissioner fra olie og andre flydende brændstoffer. "Hvis vi kan studere gletsjere i Grønland, i Tibet, i Himalaya, vi vil se disse forskelle, "sagde Sierra-Hernandez.

Glacial records har også andre begrænsninger. På trods af en forventet 4-7 procent global reduktion i kuldioxidemissioner i 2020 i forhold til gennemsnitlige niveauer i 2019, gletsjere vil sandsynligvis ikke have tegn på denne ændring. Ifølge Alexander, "gasser som CO 2 der er registreret i iskerner, glattes en smule, så rekorden repræsenterer et gennemsnit over en periode, så du ikke rigtig kan få et øjebliksbillede. "På trods af de nuværende drivhusgasreduktioner, isregistre vil stadig vise en tendens til stigende kuldioxidniveauer. Derfor, eksperter advarer mod at udpege de nuværende emissionsreduktioner som betydelige, fordi, når gennemsnittet over tid, de er ikke.

Det mørke bånd i denne iskerne fra West Antarctic Ice Sheet Divide er et lag vulkansk aske, der lagde sig på indlandsisen cirka 21, 000 år siden. Kredit:Heidi Roop, NSF

Mens forskere har tilbudt veluddannede gæt om, hvad iskernerne kan indeholde, meget er tilbage at se. Gabrielli fortalte GlacierHub, "coronavirus -pandemien vil være for kort, og enhver sammenhængende klimaforandring vil være for lille til at blive fanget af iskerner." Men han påpegede også, at der kan være ændringer, vi måske ikke er klar over, som "er isens skønhed som optager af en lang række miljøoplysninger."

Analyse af iskerner fra coronavirus -pandemien kan også afsløre nye forbindelser mellem menneskelig aktivitet og atmosfæriske processer. "Vi ved meget nu men der kan være nye opdagelser, "sagde Sierra-Hernandez, tilføjer, "Det bliver interessant, for nu er der flere satellitbilleder, forskere, der studerer direkte atmosfæriske forhold, så vi kan foretage disse sammenligninger med gletschere. "Ved at sammenligne direkte observationer af reduktioner i drivhusgasemissioner og partikler med isbreve fra pandemien, forskere i fremtiden kan teste hypoteser om forventede glaciale signaturer.

Desuden, med isolerede ændringer i menneskelige emissioner, forskere kan tegne direkte årsagssammenhænge mellem menneskelige emissioner og atmosfæriske forhold. Alexander forklarede, at der i øjeblikket er en vis usikkerhed om nitrats virkning fra menneskelige emissioner af nitrogenoxider på nitrogenisotopkoncentrationer i glacialis. Med en reduktion i menneskelige emissioner af nitrogenoxider fra køretøjer til atmosfæren under pandemien, og en sandsynligvis deraf følgende reduktion i nitratkoncentrationer i glacialis, fremtidige forskere kan bestemme, hvordan nitrogenisotopkoncentrationen påvirkes. Undersøgelse af nitrogenisotopkoncentrationen over tid kan hjælpe forskere med at forstå ændringer i den globale nitrogencyklus, som påvirker menneskers sundhed og økosystemer.

Selvom gletsjere er en skattekiste for klimaforskere, nogle gletschere, især i troperne, krymper. Ifølge Gabrielli, "issmeltning påvirker massivt gletsjernes evne til at registrere aktuelle miljø- og klimavariationer, især på gletsjere i lav højde og lav breddegrad (meget mindre i polarområder). Tidligere iskerneposter er overtrykt og endda ableret af smeltevandspirkulering gennem firn [gammel sne] og islagene. "Som følge heraf, gletsjernes evne til at tjene menneskeheden ved at levere gamle atmosfæriske data er allerede kompromitteret og vil fortsat blive stadig mere begrænset, medmindre der sker en betydelig indsats mod klimaændringer i nuet og på kort sigt. Men mens gletschere eksisterer, der er meget vi kan lære af dem.

Denne historie er genudgivet med tilladelse fra Earth Institute, Columbia University http://blogs.ei.columbia.edu.




Varme artikler