Hatmillió évvel ezelőtti légkör nyomai antarktiszi jégbe zárva – Drámai lehűlési tendenciát mutat a felfedezés

Az éghajlattudomány terén áttörést jelentő eredményként egy amerikai kutatócsoportnak sikerült azonosítania a Földön valaha felfedezett legrégebbi, közvetlenül datált jég- és levegőmintákat. A mintákat a kelet-antarktiszi jégtakaró Allan Hills régiójában találták, amely területről régóta ismert, hogy ősi jégrétegek találhatók a felszín közelében.

A Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) folyóiratban október végén megjelent tanulmány szerint a jég körülbelül 6 millió éves. A jégbe zárt apró légbuborékok ritka és közvetlen bepillantást engednek a Föld ősi légkörének összetételébe és a tudósoknak páratlanul értékes információkat nyújtanak a bolygó múltbeli éghajlatáról.

Bepillantás egy melegebb, ősi világba

Az Allan Hills régióban gyűjtött legrégebbi minta a késő-miocénből (6 millió évvel ezelőttről) származik, egy olyan időszakból, amikor a Föld felszíni hőmérséklete jelentősen melegebb volt, és a tengerszint sokkal magasabb volt, mint ma.

A kutatást Sarah Shackleton, a Woods Hole Oceanographic Institution munkatársa és John Higgins, a Princeton Egyetem kutatója vezette. Mindketten tagjai a National Science Foundation által finanszírozott Center for Oldest Ice Exploration (COLDEX) nevű, 15 amerikai kutatóintézet együttműködésén alapuló szervezetnek, amelyet az Oregon State University koordinál. A 2021-ben létrehozott NSF Tudományos és Technológiai Központot az Antarktisz jégtakarójának, a Föld legnagyobb fagyott „víztározójának” kutatására hozták létre.

A jégmagok olyan geológiai archívumok, amelyek segítségével a tudósok bepillantást nyerhetnek abba, hogy milyen volt bolygónk éghajlata a múltban

– magyarázta Shackleton, aki több antarktiszi fúrási expedíción is dolgozott. „Az Allan Hills-i magok segítségével sokkal messzebb utazhatunk vissza az időben, mint azt valaha is elképzelhetőnek tartottuk.”

Ed Brook, a COLDEX igazgatója és az Oregon State University paleoklimatológusa a frissen kinyert jégmagokból származó információkat a központ eddigi legfontosabb felfedezésének nevezte. „Tudtuk, hogy a jég ebben a régióban rendkívül idős” – mondta Brook. „Kezdetben azt reméltük, hogy legfeljebb 3 millió éves, vagy talán egy kicsit régebbi jeget találunk, de ez a felfedezés messze meghaladta várakozásainkat.”

Globális versenyfutás vissza a múltba

A COLDEX egyike azon kevés nemzetközi kutatócsoportnak, amelyek egymással versengve arra törekednek, hogy a jégmagokból eddig kinyert legkorábbi adatok 800 000 éves határát túllépjék. Egy európai projekt nemrég bejelentette, hogy a Kelet-Antarktiszon időben 1,2 millió évre visszanyúló jégmagot fúrt, de az Allan Hills-i minták több millió évvel tolják vissza ezt az időbeli határt, bár ezek nem egy folytonos magból, hanem különálló töredékekből állnak.

A COLDEX kutatói az Allan Hills távoli terepén munkálkodva hónapokat töltöttek azzal, hogy 100-200 méter mélyre fúrjanak a jégbe a kelet-antarktiszi jégtakaró peremén (lásd az alábbi fotót). Ebben a régióban a zord terep és a jégáramlás egyedi mintázata együttesen járulnak hozzá ahhoz, hogy az Antarktisz régmúltjában felhalmozódott, rendkívül idős jég a felszínhez közel maradjon. Ezzel szemben az Antarktisz belsejéből származó folyamatos jégmagok megszerzéséhez általában 2000 méternél mélyebb fúrásokra van szükség.

Még mindig dolgozunk azon, hogy kiderítsük pontosan milyen körülmények között maradhatott fenn ilyen ősi jég a felszín közelében

– mondta Shackleton.

„A domborzat mellett valószínűleg az erős szél és a zord hideg is közrejátszik. A szél elfújja a friss havat, a hideg pedig szinte teljesen megállítja a jég mozgását. Ezért az Allan Hills az egyik legjobb hely a világon, ahol sekély mélységben, igen ősi jég található, és egyben az egyik legnehezebb hely terepi kutatást végezni.”

Az Allan Hills-i minták korát közvetlenül a jégből határozták meg, a légbuborékokban lévő levegő argon izotópjainak (ezek közül is a 40Ar izotóp) pontos mérésével. Ez a módszer lehetővé teszi a tudósok számára, hogy a környező üledékek vagy más közvetett bizonyítékok nélkül is meghatározzák a jég korát. Bár ez a jégfúrás csak egy-egy időbeli pillanatképet ad a geológiai múlt bizonyos szakaszairól, a minták sokkal régebbiek, mint bármelyik korábban vizsgált jég. Ahogy Higgins megjegyezte: „A csapat létrehozott egy úgynevezett „klíma pillanatfelvételek” könyvtárat, amely körülbelül hatszor régebbi, mint bármelyik korábban jelentett jégmagadat, és kiegészíti az Antarktisz belsejéből származó, részletesebb, korban jóval fiatalabb adatokat.”

Hatmillió év lehűlésének rekonstrukciója

A jégben található oxigénizotópok elemzése kimutatta, hogy

a régió az elmúlt 6 millió év alatt körülbelül 12 Celsius-fokkal hűlt le, a késő-miocéntől a késő-pleisztocénig. Ez az első közvetlen bizonyíték arra, hogy pontosan mennyivel hűlt le az Antarktisz éghajlata a késő-miocén, azaz egy a mainál jóval melegebb időszak óta.

A jövőbeli kutatások a jégbuborékokban megőrzött üvegházhatású gázok koncentrációjának és az óceánok hőmérsékletének rekonstruálására fognak összpontosítani, amelyek kulcsfontosságú információk a hosszú távú éghajlatváltozást előidéző természeti erők megértéséhez.

A COLDEX új expedíciója a következő hónapokban tér vissza az Allan Hills régióba további fúrások elvégzésére. A csapat reméli, hogy még régebbi mintákat tud majd begyűjteni, és még részletesebb adatokhoz juthat az Antarktisz ezen régiójának őshőmérsékletéről és a Föld ősi légkörének üvegházgáz-összetételéről.

A címlapkép illusztráció. Címlapkép forrása: Getty Images