Forskere blev chokeret over at opdage planter under miledyb Grønlandsis

I 1966, Forskere fra den amerikanske hær borede ned gennem næsten en kilometer is i det nordvestlige Grønland - og trak et femten fod langt rør med snavs op fra bunden. Så gik dette frosne sediment tabt i en fryser i årtier. Det blev ved et uheld genfundet i 2017.

I 2019, University of Vermont videnskabsmand Andrew Christ kiggede på det gennem sit mikroskop - og kunne ikke tro, hvad han så:kviste og blade i stedet for bare sand og sten. Det antydede, at isen var væk i den nylige geologiske fortid - og at et vegeteret landskab, måske en boreal skov, stod, hvor en miledyb iskappe så stor som Alaska står i dag.

I løbet af det sidste år, Kristus og et internationalt team af forskere - ledet af Paul Bierman ved UVM, Joerg Schaefer ved Columbia University og Dorthe Dahl-Jensen ved Københavns Universitet – har studeret disse enestående fossile planter og sediment fra bunden af ​​Grønland. Deres resultater viser, at de fleste, eller alle, af Grønland skal have været isfri inden for de sidste millioner år, måske endda de sidste par hundrede tusinde år.

"Indlandsis pulveriserer og ødelægger alt, hvad der er på deres vej, "siger Kristus, "men det, vi opdagede, var sarte plantestrukturer - perfekt bevaret. De er fossiler, men de ser ud som om de døde i går. Det er en tidskapsel af, hvad der før levede på Grønland, som vi ikke ville kunne finde andre steder."

Opdagelsen hjælper med at bekræfte en ny og bekymrende forståelse af, at Grønlands is er smeltet fuldstændigt af i løbet af de seneste varme perioder i Jordens historie - perioder som den, vi nu skaber med menneskeskabte klimaændringer.

At forstå Grønlands Indlandsis i fortiden er afgørende for at forudsige, hvordan det vil reagere på klimaopvarmning i fremtiden, og hvor hurtigt det vil smelte. Da omkring tyve fods havstigning er bundet op i Grønlands is, enhver kystby i verden er i fare. Den nye undersøgelse giver det stærkeste bevis nogensinde for, at Grønland er mere skrøbeligt og følsomt over for klimaforandringer end tidligere forstået - og med stor risiko for uigenkaldeligt at smelte af.

"Dette er ikke et tyvegenerationsproblem, " siger Paul Bierman, en geovidenskabsmand ved UVM i College of Arts &Sciences, Rubenstein School of Environment &Natural Resources, og fellow i Gund Institute for Environment. "Dette er et presserende problem i de næste 50 år."

Den nye forskning blev offentliggjort 15. marts i Proceedings of the National Academy of Sciences.

Under isen

Materialet til det nye PNAS undersøgelse kom fra Camp Century, en koldkrigs militærbase gravet inde i indlandsisen langt over polarcirklen i 1960'erne. Det egentlige formål med lejren var en superhemmelig indsats, kaldet Project Iceworm, at skjule 600 atommissiler under isen tæt på Sovjetunionen. Som dækning, hæren præsenterede lejren som en polarvidenskabsstation.

Den militære mission mislykkedes, men videnskabsteamet gennemførte vigtig forskning, herunder boring af en 4560 fod dyb iskerne. Camp Century-forskerne var fokuseret på selve isen - en del af den spirende indsats på det tidspunkt for at forstå den dybe historie om Jordens istider. De, tilsyneladende, interesserede sig mindre for en smule snavs samlet fra under iskernen. Derefter, i et virkelig filmisk sæt mærkelige plotvendinger, iskernen blev flyttet fra en hærens fryser til University of Buffalo i 1970'erne, til en anden fryser i København, Danmark, i 1990'erne, hvor den sygnede hen i årtier – indtil den dukkede op, da kernerne blev flyttet til en ny fryser.

Mere om hvordan kernen gik tabt, genopdaget i nogle småkageglas, og derefter undersøgt af et internationalt team samlet på University of Vermont i 2019 kan læses her:Secrets Under the Ice.

I store dele af Pleistocæn – den iskolde periode, der dækkede de sidste 2,6 millioner år – holdt dele af isen på Grønland ved selv under varmere perioder kaldet "mellemistider". Men det meste af denne generelle historie er blevet stykket sammen fra indirekte beviser i mudder og sten, der skyllede ud fra øen og blev samlet ved havboringer til havs. Udstrækningen af ​​Grønlands indlandsis og hvilke slags økosystemer, der eksisterede der før den sidste mellemistidiske varmeperiode - der sluttede omkring 120, 000 år siden - er blevet heftigt diskuteret og dårligt forstået.

Den nye undersøgelse gør det klart, at den dybe is ved Camp Century - omkring 75 miles inde i landet fra kysten og kun 800 miles fra Nordpolen - smeltede fuldstændigt mindst én gang inden for de sidste million år og var dækket af vegetation, herunder mos og måske træer. Den nye forskning, støttet af National Science Foundation, stiller op med data fra to andre iskerner fra Grønlands centrum, indsamlet i 1990'erne. Sediment fra bunden af ​​disse kerner indikerer også, at iskappen var væk i nogen tid i den seneste geologiske fortid. Kombinationen af ​​disse kerner fra Grønlands centrum med den nye indsigt fra Camp Century i det yderste nordvest giver forskerne et hidtil uset syn på hele den grønlandske indlandsis skiftende skæbne.

Holdet af videnskabsmænd brugte en række avancerede analytiske teknikker - hvoraf ingen var tilgængelige for forskere for 50 år siden - til at undersøge sedimentet, fossiler, og den voksagtige belægning af blade, der findes i bunden af ​​Camp Century -iskernen. For eksempel, de målte forhold mellem sjældne former - isotoper - af både aluminium og grundstoffet beryllium, der kun dannes i kvarts, når jorden er udsat for himlen og kan blive ramt af kosmiske stråler. Disse forhold gav forskerne et vindue til, hvor længe sten ved overfladen var blotlagt kontra begravet under islag. Denne analyse giver forskerne et slags ur til at måle, hvad der tidligere skete på Grønland. En anden test brugte sjældne former for ilt, fundet i isen i sedimentet, at afsløre, at nedbøren må være faldet i meget lavere højder end højden af ​​den nuværende iskappe, "demonstrerer fravær af indlandsis, " skriver holdet. Ved at kombinere disse teknikker med studier af luminescens, der estimerer mængden af ​​tid siden sediment blev udsat for lys, radiocarbon-datering af træstumper i isen, og analyse af, hvordan lag af is og affald blev arrangeret - gjorde det muligt for teamet at være klar over, at de fleste, hvis ikke alle, af Grønland smeltede mindst én gang i løbet af de sidste millioner år - hvilket gjorde Grønland grønt med mos og lav, og måske med gran- og grantræer.

Og den nye undersøgelse viser, at fortidens økosystemer ikke blev skuret i glemmebogen af ​​aldre med gletsjere og iskapper, der bragede over toppen. I stedet, historien om disse levende landskaber forbliver fanget under den relativt unge is, der dannede sig på toppen af ​​jorden, frosset på plads, og holder dem stille.

I en film fra 1960'erne om Camp Century skabt af hæren, fortælleren bemærker, at "mere end halvfems procent af Grønland er permanent frosset under en polar iskappe." Denne nye undersøgelse gør det klart, at det ikke er så permanent, som vi engang troede. "Vores undersøgelse viser, at Grønland er meget mere følsomt over for naturlig klimaopvarmning, end vi plejede at tro - og vi ved allerede, at menneskehedens ude af kontrol opvarmning af planeten enormt overstiger den naturlige hastighed, " siger Kristus.

"Grønland kan virke langt væk, " siger UVM's Paul Bierman, "men det kan hurtigt smelte, strømmer nok ud i havene, at New York, Miami, Dhaka – vælg din by – vil gå under vandet."