В рамках проекта ЕС «Beyond EPICA - Oldest Ice» эксперты из 14 учреждений, расположенных в 10 европейских странах, провели три года, прочесывая антарктический ледяной щит, чтобы найти идеальное место для извлечения самого старого ледяного керна на планете. Земля. Место уже найдено, и сегодня консорциум представил свой выбор на ежегодной конференции Европейского союза наук о Земле (EGU) в Вене.
Исследовательская группа выбрала одно из самых бесплодных и безжизненных мест на Земле: «Маленький купол С» находится примерно в 30 километрах - или в паре часов езды на снегоходе - от исследовательской станции «Конкордия», которой совместно управляют Францией и Италией. Станция находится на высоте 3233 метра над уровнем моря, на ней выпадает очень мало осадков, а среднегодовая температура составляет минус -54,5 °C. Температура никогда не поднимается выше -25 °C, а зимой может опускаться до -80 °C.
Предыдущий мировой рекорд Бернского университета
Станция Конкордия в прошлом играла важную роль в исследованиях климата. В рамках проекта EPICA (Европейский проект по бурению ледовых кернов в Антарктиде) в период с 1996 по 2004 год исследователи пробурили на этом участке антарктический лед на глубину 3270 метров. Используя детальный анализ этих ледяных кернов, Университет Берна смог реконструировать концентрацию CO2 в атмосфере за последние 800 000 лет - мировой рекорд. «Этот временной интервал характеризуется ледниковыми периодами, которые прерывались относительно короткими теплыми периодами, подобными тому, который мы переживаем сейчас, каждые 100 000 лет или около того», - объясняет Хубертус Фишер из Центра Эшгера в Бернском университете.«Концентрации CO2 также менялись в то же время: низкие значения в ледниковые периоды, высокие значения в теплые периоды». Фишер - профессор экспериментальных исследований климата и руководитель швейцарской команды, участвующей в проекте Beyond EPICA - Oldest Ice.
Исследования морских отложений показывают, что около миллиона лет назад, до периода времени, покрытого ледяным керном EPICA, произошли резкие изменения в этом направлении. За время до ок. 900 000 лет назад циклы ледниковых и теплых периодов длились всего около 40 000 лет. Что вызвало это изменение, остается загадкой. Исследователи климата подозревают, что парниковые газы могли сыграть решающую роль. Анализ газов, захваченных старейшим льдом на Земле, может решить эту проблему. «Проанализировав образцы возрастом 800 000 лет, взятые из ледяных кернов EPICA, мы считаем, что есть веская причина бурить лед возрастом не менее 1,5 миллиона лет, чтобы получить больше информации», - говорит координатор Beyond. EPICA - Самый старый лед, Олаф Эйзен из Института Альфреда Вегенера (AWI) в Бремерхафене.
Новая технология анализа, позволяющая экономить материалы
Исследовательская группа Хубертуса Фишера специализируется на анализе парниковых газов в ледяных кернах и будет играть решающую роль, когда дело доходит до оценки нового пробуренного керна. «Используя воздух, заключенный в маленькие пузырьки во льду, мы можем определить, как концентрация CO2 или метана изменилась с течением времени», - объясняет Фишер. Ледяные керны из Антарктиды - единственная климатическая запись, которую можно использовать для этого. Кроме того, в настоящее время в Берне разрабатывается совершенно новая процедура анализа. Что делает его особенным? Он может измерять все парниковые газы одновременно в одном анализе. Более того, воздух, извлеченный из драгоценных образцов льда возрастом 1,5 миллиона лет, не теряется во время измерения, вместо этого его можно использовать для дальнейших исследований впоследствии.
Помимо результатов EPICA
Чтобы определить лучшее место для бурения, исследователи использовали радар, среди прочего, для анализа слоев льда под поверхностью. Также были проведены пробные бурения до глубины 400 метров. Результаты этих исследований позволили им сделать выводы о более глубоких и, следовательно, более старых слоях льда. Идеальное место для бурения должно соответствовать трем критериям: во-первых, лед, который необходимо пробурить, должен быть не моложе 1,5 миллиона лет, т. е. лед не должен таять у основания, несмотря на тепло, исходящее из недр Земли. Во-вторых, климатическая информация должна обеспечивать хорошее разрешение даже в самых старых частях льда. И в-третьих, слоистость в самом глубоком льду должна быть ненарушенной. После обширных исследований стало ясно, что «Маленький купол С» лучше всего соответствует этим критериям.
Если ЕС одобрит второй этап Beyond EPICA - Oldest Ice, как ожидается, работы по глубокому бурению начнутся в ноябре 2021 года. Цель состоит в том, чтобы собрать ледяные керны диаметром 10 сантиметров. Бурение будет проходить с ноября по начало февраля в течение трех антарктических лет. К 2024 году должна быть достигнута глубина 2730 метров, где льду не менее 1,5 миллиона лет. Первые результаты анализа должны быть доступны в 2025 году и позволят исследователям исследовать связь между парниковыми газами и климатом в «переходный период середины плейстоцена» и в предшествующий период.