Bo led na južnem polu odkril krivca za podnebne spremembe?

Analize ledu projekta ločnice WAIS na Antarktiki naj bi skupaj z analizami pradavnega ledu iz vrtine NEEM na Grenlandiji pomagale predvideti, kaj se bo z našim podnebjem dogajalo v prihodnosti.

Objavljeno
18. februar 2011 14.30
Silvestra Rogelj Petrič, znanost
Silvestra Rogelj Petrič, znanost
Zadnji petek v januarju, sredi mrzle zime pri nas in sredi še veliko hujšega mraza na vrhu poletja na južni polobli je skupina v puhovke zavitih raziskovalcev v taboru na ločnici WAIS, slabih tisoč kilometrov oddaljenem od južnega pola, slavila. Iz vrtine v led zahodne antarktične ledene plošče so potegnili na plano 12,2-centimetrski valj ledu iz globine 3331 metrov in z njim dosegli cilj, ki so si ga postavili pred šestimi leti: prodreti do v ledu uskladiščenih informacij o našem podnebju pred sto tisoč leti. Analize tega ledu naj bi skupaj z analizami pradavnega ledu iz vrtine NEEM na Grenlandiji pomagale predvideti, kaj se bo z našim podnebjem dogajalo v prihodnosti.

Informacije, zamrznjene v valjih ledu, bodo narezane na meter dolžine v posebnih ovojih najprej prepeljali na 1639 kilometrov oddaljeno postajo McMurdo. Od tam naprej pa jih bodo v hladilnih komorah poslali v Denver v Koloradu, kjer deluje laboratorij nacionalne znanstvene fundacije za proučevanje izvrtanega ledu. V Denverju bodo led razrezali na še manjše kose in jih poslali 27 raziskovalnim laboratorijem ameriških univerz, kjer jih bodo analizirali in iz njih razbrali, kakšna je bila sestava ozračja na južni polobli pred sto tisoč leti.

Približno sto sodelujočih ameriških znanstvenikov v tem projektu, ki ga financira ameriška Nacionalna fundacija za znanost, si tako v prihodnjih dveh letih obeta dobiti vzporedno sliko podnebne preteklosti južne poloble, ki jo bodo primerjali s sliko podnebne preteklosti na severni polobli, ki jo pripravlja mednarodni projekt NEEM z analizo pradavnega grenlandskega ledu. Obe sliki bosta po predvidevanjih raziskovalcev razkrili, kako so spremembe v koncentraciji toplogrednih plinov v Zemljinem ozračju vplivale na njeno podnebje. »Z boljšim razumevanjem vplivov naravnih sprememb v koncentraciji toplogrednih plinov v ozračju v preteklosti bomo lahko zanesljiveje napovedali, kakšne vplive na podnebje bo povzročil človek s svojimi izpusti toplogrednih plinov,« je prepričana vodilna znanstvenica projekta ločnice WAIS dr. Kendrick Taylor.

Vrtanje na najboljšem 
mestu na planetu

Da so se lahko dokopali do v ledu uskladiščenih informacij, so ameriški znanstveniki izvrtali svojo najglobljo vrtino in drugo najglobljo doslej – prvo je v 90. letih izvrtala francosko-rusko-ameriška skupina raziskovalcev na ruski postaji Vostok na vzhodni Antarktiki, ko so segli v globino 3701 metra. Zdaj so pod okriljem ameriške Nacionalne znanstvene fundacije v led zavrtali 966 kilometrov proč od južnega pola na nadmorski višini 1759 metrov, na točki, kjer led sega v globino 3465 metrov in kjer je povprečna temperatura na površju minus 31 stopinj Celzija.

Mesto vrtine je le 24 kilometrov oddaljeno od ločnice v zahodni antarktični ledeni plošči. Ta je podobna ločnici v razvodju in ločuje dva nasprotna si toka ledu proti morju v ledeni plošči. Vrtanje na tem kraju lahko zagotovi posebej vredne informacije, saj se sneg in led na ledeni ločnici skozi čas akumulirata kar najbolj navpično in so tam plasti letne akumulacije ledu in snega najmanj stisnjene ali preoblikovane zaradi drugih vplivov. Vrtanje nekoliko navzdol od ločnice, kot je primer pri projektu WAIS, pa hkrati preprečuje, da bi migriranje ledu kakorkoli vplivalo na plasti oziroma informacije, ki jih plastenje zagotavlja.

»To lokacijo smo izbrali, ker je najboljše mesto na našem planetu za ugotavljanje, kako so se toplogredni plini v ozračju spreminjali zadnjih sto tisoč let,« pojasnjuje Kendrick Taylor. Na tem mestu, nikakor ne enostavnem in lahkem za raziskovanje (zaradi težkih vremenskih razmer so raziskovalci potrebovali kar dve leti, da so tabor sploh lahko opremili in usposobili za vrtanje), gre skozi tisočletja za dokaj enakomerne visoke letne snežne padavine. To zagotavlja, da zdaj raziskovalci lahko v izvrtanem ledu dokaj natančno določajo letne plasti in jih štejejo za 40 tisoč let nazaj, podobno kot štejejo starost drevesa s krogi v deblu. Še dlje nazaj pa so plasti že preveč stisnjene, da bi lahko določili leta, vendar znanstveniki upajo, da bodo določili vsaj desetletne plasti, kar bo dovolj natančno za njihove namene.

Pogled tisoče let nazaj 
po posameznih letih

Sneg, ki se je sčasoma zaradi teže na novo zapadlega stisnil in zgostil ter preoblikoval v led, v izvrtanih 12,2-centimetrskih valjastih kosih vsebuje tudi prašne delce, kemične snovi in pline v zračnih mehurčkih, ki so se vanj ujeli v davnini in so neposreden dokaz pradavnega ozračja. Znanstvenikom zdaj ponujajo podatke o atmosferskih koncentracijah ogljikovega dioksida, metana in drugih plinov v preteklosti. S proučevanjem sprememb izotopske sestave vode, iz katere je ta davni led, lahko med drugim izračunajo, kakšna je bila temperatura zraka v davnini. Z atmosferskimi koncentracijami plinov kriptona in ksenona pa lahko določijo, kakšna je bila nekoč temperatura oceanov.

Iz vzorcev izvrtanega ledu v raziskavah pred omenjenim projektom so raziskovalci že ugotovili, da so današnje koncentracije toplogrednih plinov v zraku večje, kot so bile kadarkoli v obdobju 650 tisoč let, in da ob tem še naraščajo hitreje kot kdaj prej. Po prepričanju Tayloreve je vzrok človek s svojo dejavnostjo, ki potiska naše podnebje v konfiguracijo, ki je ljudje še nismo izkusili. Kaj to pomeni, naj bi pokazale ali pomagale odgovoriti analize zdaj izvrtanega ledu. Projekt ločnice WAIS je namreč zasnovan posebej za proučevanje sprememb temperature in koncentracij toplogrednih plinov v zelo kratkih obdobjih, kar utegne pojasniti, kakšna je bila vloga oceanov pri oddajanju ogljikovega dioksida in kako je porast ogljikovega dioksida v ozračju vplival na segrevanje našega planeta.

Podrobnejši časovni pregled naj bi pomagal odgovoriti na vprašanja v zvezi z razmerjem med ogljikovim dioksidom in spremembami temperature, na katera zdaj znanstveniki še nimajo odgovora. Ključno med njimi je vprašanje, zakaj ob povečanih količinah ogljikovega dioksida temu ustrezno ne sledi tudi sprememba temperature. Znanstveniki domnevajo, da so za naravne upade in poraste ledenih dob, to je procese, ki trajajo tisoče let, krive neznatne, ciklične spremembe v Zemljini orbiti. Zdaj upajo, da jim bodo podatki iz ledu ločnice WAIS omogočili boljše razumevanje teh počasnih sprememb. Tako na primer domnevajo, da so bila med posameznimi ledenimi dobami kratka obdobja nenadnih sprememb, nekakšnih temperaturnih skokov. Taka obdobja naj bi vplivala na ogljikov dioksid, kar naj bi razbrali iz zdaj izvrtanega ledu. Ugotovili naj bi, kaj se je dogajalo pred spremembami, ki so bile po hitrosti podobne sedanji.

Prah priča o podnebju, mehurčki o zraku v davnini

Poleg plinov, ujetih v zračne mehurčke pradavnega ledu, bodo znanstveniki analizirali tudi ujeti prah in kemične snovi; ti kažejo, kakšno je bilo podnebje v davnini, plini pa predstavljajo vzorce pradavnega ozračja.

Večina znanstvenikov se danes strinja, da porasti količine toplogrednih plinov zaradi človekove dejavnosti prispevajo k otoplitvi našega planeta in povzročajo dolgotrajne podnebne spremembe. Njeni kratkotrajni simptomi pa se kažejo v ostrih skokih – v skrajno hladnih zimah in izjemno vročih poletjih ter močnih neurjih, skratka v vremenskih pojavih, ki so vse bolj značilni za sedanje obdobje, pojasniti pa jih utegnemo s podatki, ki jih bomo razbrali iz izvrtanega ledu.

Raziskovalci v projektu ločnice WAIS predvidevajo, da bodo v prihodnjih dveh letih s posebnimi instrumenti še naprej raziskovali tudi samo vrtino, ugotavljali na primer vsebnost vulkanskega pepela, kar utegne pomagati pri ugotavljanju starosti ledu. Že za naslednjo sezono načrtujejo uporabo novega instrumenta, zdaj ga sicer še razvijajo, s katerim bi dodatno izvrtali led iz obdobij, ki jih bodo posebej zanimala.

Približno dva tisoč metrov 12,2-centimetrskega ledenega valja je že na ameriški celini in v obdelavi v posameznih laboratorijih. Številne raziskovalce, ki ga proučujejo, in druge, ki ta projekt spremljajo, pa zelo zanima primerjava njihovih podatkov s tistimi, ki jih bo priskrbel evropski projekt NEEM z raziskovanjem grenlandskega pradavnega ledu. Že vnaprej sicer vedo, da podatki ne bodo toliko primerljivi, pač pa bolj dopolnilni. V grenlandskem ledu je namreč precej več prahu, kar bo vplivalo na meritve ogljikovega dioksida. Podatki iz čistejšega ledu z južnega pola pa bodo bistvenega pomena za boljše razumevanje, kako oceani, ozračje in podnebje vplivajo drug na drugega, in s tem boljše predvidevanje podnebnih sprememb. Primerjava teh podatkov s podatki iz grenlandskega ledu utegne ponuditi odgovor, kako severna in južna polobla reagirata na podnebne spremembe.

Video življenja v kempu ločnice WAIS na Antartiki