Антарктически лед пази най-дългия непрекъснат запис на земния климат

[mnogoznaiko]

 

Ледената сърцевина е най-дългият непрекъснат климатичен запис в историята на Земята

Съществуват архиви, изградени от хора — библиотеки, хроники, записи в камък. И съществуват архиви, изградени от самата природа, без намерение и без съзнание, но с прецизност, която нито един летописец не би могъл да постигне. Антарктическият лед е такъв архив. Всяка зима снегът се натрупва върху снега, слой след слой, и под собствената си тежест постепенно се превръща в лед. В процеса на уплътняване малки мехурчета въздух се захващат между ледените кристали и остават там — замразени капсули на атмосферата, точно такава, каквато е съществувала в деня, в който са били погълнати от леда. Това означава, че дълбоко в антарктическата ледена плоча се пази нещо, което не можем да открием никъде другаде на Земята: директни проби от въздуха, дишан от планетата преди стотици хиляди години.

Именно за достъп до този архив международен екип от учени, представляващи дванадесет научни институции от десет европейски страни, проведе многогодишна сондажна кампания на отдалеченото място Литъл Доум С в Антарктида. Резултатът е ледена сърцевина с дължина 2,8 километра — най-дългият непрекъснат климатичен запис, получаван досега от ледена сърцевина, съдържащ информация за приблизотелно 1,2 милиона години.

Как се чете лед

За да се разбере значението на това постижение, е необходимо да се разбере и как учените четат информацията, съхранена в леда. Ледените сърцевини са уникален и пряк източник на данни за атмосферата в различни периоди от историята на Земята: в студените места като Антарктида натрупаният сняг в крайна сметка се уплътнява до лед и в процеса захваща атмосферния въздух между ледените кристали в малки мехурчета. Тези мехурчета могат да бъдат анализирани, за да се установи точният химичен състав на атмосферата в момента на образуването им — включително концентрацията на въглероден диоксид и метан. Успоредно с това съотношението на различните изотопи на кислорода и водорода в самия лед отразява температурите, при които е паднал оригиналният сняг, което позволява реконструкция на климата с висока точност.

От предварителни анализи, направени на място в Литъл Доум С, учените имат сигнални данни, че горните 2480 метра от сърцевината съдържат климатичен запис с висока разделителна способност, в който до 13 000 години история са компресирани в един метър лед. Това е плътност на информацията, която практически няма аналог в природните науки.

Загадката на средния Плейстоцен

Сърцевината съдържа въздушни мехурчета от период, в който ледниковите епохи на Земята са станали по-редки, но по-интензивни. До около един милион години назад — в средата на плейстоценската епоха — ледниковите епохи са настъпвали на всеки 40 000 години, като видимата причина е периодичните колебания в орбитата и наклона на земната ос.

В хода на т.нар. средноплейстоценски преход обаче честотата на ледниковите епохи е преминала към веднъж на 100 000 години, а суровостта на климатичните цикли значително се е увеличила — по-дълги и по-студени заледявания с по-дебели ледени покривки. Причините за тази промяна не са известни. Утайничните ядра, извлечени от морското дъно, разкриват факта на тази промяна, но не и нейните причини. Проблемът е методологически: морските утайки не запазват атмосферен въздух. Те могат да покажат, че нещо се е случило с климата, но не и какво точно се е променило в атмосферата в същия момент. Ключова величина е концентрацията на въглероден диоксид в атмосферата — нещо, което не може да бъде измерено директно в морски утайки, поради което е от решаващо значение да съществува непрекъсната ледена сърцевина, съдържаща древните атмосферни газове.

Една от хипотезите е, че нещо е предизвикало рязък спад в концентрациите на атмосферния CO₂, което след това е довело до по-дълги и по-тежки ледникови епохи. Счита се, че парниковите газове са играли по-малка роля преди прехода в сравнение с периода след него — но какво е причинило самата промяна, не е окончателно установено.

Проектът Beyond EPICA

Проектът Beyond EPICA – Oldest Ice е финансиран от Европейската комисия и обединява изследователи от 10 европейски страни и 12 институции. Той е официалният приемник на Европейския проект за ледено сондиране в Антарктида (EPICA) — общоевропейски изследвания на дълбоки ледени сърцевини, започнали през 1996 г. Целта на проекта е значително да разшири съществуващия рекорд от 800 000 години, който е бил еталон в науката за последните 20 години.

Сондирането е приключило през 2025 г. и учените са изправени пред предизвикателства, каквито антарктическата гляциология никога досега не е срещала. Координаторът на проекта Карло Барбанте от университета Ка Фоскари във Венеция, обобщавайки свършеното, описва резултата като отваряне на „най-старата история книга" — анализ на лед, формиран в продължение на последните 1,2 милиона години.

Екипът от 16 учени и технически специалисти е прекарал четири антарктически лета в сондиране, понасяйки средни температури от около минус 32 градуса по Целзий на обекта Литъл Доум С, намиращ се близо до изследователската станция Конкордия. Извадените парчета от сърцевината са натоварени на кораб-ледоразбивач, наречен Лаура Баси, и транспортирани до Европа, като по пътя са съхранявани при минус 50 градуса по Целзий в специализирани хладилни контейнери.

Какво показват първите резултати

Данните показват как концентрацията на въглероден диоксид в атмосферата е следвала промените в глобалните температури в хода на множество климатични цикли. Палеоклиматологът Едуард Брук от Университета на Орегон коментира, че вече е възможно да се разглежда всеки отделен цикъл и да се видят разликите в концентрацията на CO₂ — нещо, което преди просто не е могло да се направи.

Първите данни за CO₂ от сърцевината Beyond EPICA, покриващи периода на средноплейстоценския преход, вече предоставят нова информация за дългосрочната динамика на въглеродния цикъл. Паралелно с тях, хипотезите за ролята на дълбокия океан като въглероден резервоар в хода на прехода също получават нова проверка — данните сочат, че дълбокият океан е станал по-ефективна въглеродна „клопка", което е понижило концентрациите на CO₂ в атмосферата и е довело до разширяване на континенталните ледени покривки и до по-дълги ледникови цикли.

Пълният анализ на сърцевината ще отнеме години. Към момента екипът в Кеймбридж е обработил 190 метра лед от основата на 2800-метровата сърцевина. Останалото предстои — и с него, вероятно, и отговорът на въпрос, занимавал учените от десетилетия.

Граници и перспективи

Значението на тази сърцевина не се изчерпва с разрешаването на конкретна научна загадка. Разбирането на механизмите, по които климатът на Земята се е реорганизирал в миналото при различни нива на атмосферен CO₂, е пряко свързано с точността на климатичните модели, използвани днес. Разплитането на връзките между въглеродния цикъл, ледените покривки, атмосферата и поведението на океана е от ключово значение за разработването на ефективни стратегии за адаптация и смекчаване на последиците от климатичните промени.

Най-старият лед, извличан някога от Антарктида преди тази сърцевина, датира от 2017 г. и е на 2,7 милиона години, но той е взет близо до повърхността благодарение на естествени процеси, избутали по-стари слоеве нагоре. Новата сърцевина е различна: тя е непрекъсната, стратиграфски съхранена, и именно тази непрекъснатост е онова, което я прави незаменима. Хронологията е запазена — всеки сантиметър съответства на конкретен момент от историята на планетата, а не на случайно избутан фрагмент от дълбочината.

Дали тази сърцевина ще даде окончателен отговор за причините за средноплейстоценския преход — не е сигурно. Науката рядко работи с окончателни отговори. Но тя дава нещо, което досега просто не е съществувало: директни данни от точно онзи период, в който Земята е сменила ритъма на своите ледникови епохи. А директните данни, в науката за климата, са всичко.

Източници:

• Beyond EPICA – Oldest Ice, официален сайт: https://www.beyondepica.eu/en/
• British Antarctic Survey — официално съобщение: https://www.bas.ac.uk/news/a-historical-moment-over-1-2-million-years-of-earths-climate-history-captured-from-an-antarctic-ice-core/
• Nature — Ice core reveals longest-ever continuous record of Earth's climate: https://www.nature.com/articles/d41586-026-01523-7
• Smithsonian Magazine — Scientists Drill 1.7 Miles Into Antarctic Ice: https://www.smithsonianmag.com/smart-news/scientists-drill-17-miles-into-antarctic-ice-revealing-12-million-years-of-climate-history-180985809/
• Polar Journal — 1.2 million years of climate history extracted from Antarctic ice core: https://polarjournal.net/1-2-million-years-of-climate-history-extracted-from-antarctic-ice-core/