Batı Antarktika Buz Levhası (WAIS) Divide’da bir araştırma kampı. Kredi: Bradley Markle
Colorado Üniversitesi, Boulder bilim insanları ve uluslararası bir araştırma ekibi, Antarktika buz çekirdeklerini inceleyerek, Dünya’nın yakın zamandaki iklim geçmişine ilişkin şimdiye kadarki en derinlemesine görüşü ortaya çıkardı. Buna Holosen çağının başlangıcına kadar 11.000 yıl öncesine dayanan yaz ve kış sıcaklıkları da dahildir.
Kısa bir süre önce Nature dergisinde yayınlanan çalışma, dünyanın herhangi bir yerinden türünün ilk mevsimsel sıcaklık kaydını sağlıyor. gezegen.
“Araştırma ekibinin amacı, geçmiş iklim yorumlarıyla mümkün olanın sınırlarını zorlamaktı ve bizim için bu, iklimi en kısa zaman ölçeklerinde, bu durumda mevsimsel olarak anlamaya çalışmak anlamına geliyordu. Yazdan kışa, yıldan yıla, binlerce yıldır,” dedi araştırmanın baş yazarı ve Arktik ve Alp Araştırmaları Enstitüsü’nde (INSTAAR) yardımcı araştırma profesörü ve öğretim üyesi olan Tyler Jones.
{ 6}Çalışma ayrıca, Dünya’nın iklimi hakkında daha önce kanıtlanmamış uzun süredir devam eden bir teorinin bir yönünü de doğrulamaktadır: Kutup bölgelerindeki mevsimsel sıcaklıkların Milankovitch döngülerine nasıl tepki verdiği. Sırp bilim adamı Milutin Milankovitch, bir asır önce, Dünya’nın güneşe göre konumundaki değişikliklerin -yörüngesinin ve ekseninin yavaş değişimlerinden dolayı- toplu etkilerinin, buzun başlangıcı ve sonu da dahil olmak üzere Dünya’nın uzun vadeli ikliminin güçlü bir itici gücü olduğunu varsaydı. (iklim üzerinde herhangi bir önemli insan etkisinden önce).
Dünyanın dört bir yanındaki bilim adamları, incelemek için kutuplardan toplanan buz çekirdeklerini (eski buz tabakalarından delinmiş silindirik buz sütunları) kullanıyor. Dünyanın geçmiş iklimi. Kredi: Bradley Markle
“Sonucumuzun, Dünya’nın buzul çağındaki iklim döngülerini açıklamak için kullanılan teorinin temel bir tahminini doğrulaması beni özellikle heyecanlandırdı: Güneş ışığının yoğunluğu, kutup bölgelerindeki yaz sıcaklıklarını kontrol eder. Çalışmanın ortak yazarlarından ve University of California Berkeley’de profesör olan Kurt Cuffey, “buz da eriyebilir” dedi.
Geçmişin uzun vadeli iklim modellerine ilişkin bu daha ayrıntılı veriler insan kaynaklı sera gazı emisyonlarının şimdiki ve gelecekteki iklimimiz üzerindeki etkilerini inceleyen diğer bilim insanları için de önemli bir temel oluşturuyor. Araştırmacılar, hangi gezegen döngülerinin doğal olarak ve neden gerçekleştiğini bilerek, insanın iklim değişikliği üzerindeki etkisini ve bunun küresel sıcaklıklar üzerindeki etkilerini daha iyi tanımlayabilir.
“Bu araştırma, insanların gerçekten bağ kurabileceği bir şey çünkü dünyayı kısmen deneyimliyoruz. Yaz ve kış sıcaklıklarının zaman içinde nasıl değiştiğini belgelemek, iklimi nasıl anladığımız anlamına gelir,” dedi Jones.
Difüzyonun ortasında daha ince tanım
Dünyanın dört bir yanından bilim adamları uzun süredir Dünya’nın geçmişini incelediler kutuplardan toplanan buz çekirdeklerini kullanarak iklim. Eski buz tabakalarından (çoğunlukla Antarktika ve Grönland’da) çıkarılan bu ince, silindirik buz sütunları, geçmiş atmosferdeki sera gazı konsantrasyonlarından hava ve okyanusların geçmiş sıcaklıklarına kadar her şey hakkında zamanda hapsolmuş değerli uzun vadeli veriler sağlar.{4 }
ABD’li araştırmacılar tarafından şimdiye kadar açılmış en uzun buz çekirdeği olan Batı Antarktika Buz Levhası (WAIS) Divide buz çekirdeği, 11.171 fit (veya 2 milden fazla) uzunluğunda ve 4,8 inç çapındadır ve 68.000 kadar eski verileri içerir. Yıllar önce. Bunun gibi buz çekirdekleri daha sonra dikkatli bir şekilde daha küçük bölümlere bölünür ve bunlar, CU Boulder’daki Kararlı İzotop Laboratuvarı gibi ülkenin dört bir yanındaki buz çekirdeği laboratuvarlarına güvenli bir şekilde nakledilebilir ve buralarda saklanabilir veya analiz edilebilir.
Bu çalışma için araştırmacılar WAIS buz çekirdeğinden sürekli bir su-izotop oranları kaydını analiz etti. Bu izotopların (aynı sayıda protona ancak farklı sayıda nötrona sahip elementler) konsantrasyonları arasındaki oranlar, Dünya’nın geçmişindeki buzul çağları ile sıcak dönemler arasındaki geçişler dahil olmak üzere, geçmiş sıcaklıklar ve atmosferik dolaşım hakkında veriler ortaya koyar.
Ölçme Bununla birlikte, daha kısa zaman ölçekleri için gereken ince ayrıntılar nedeniyle, buz çekirdeklerinden gezegenimizin tarihindeki mevsimsel değişiklikler özellikle zordur. Difüzyon veya doğal yumuşatma olarak bilinen buz tabakaları içindeki bir süreç, bu gerekli ayrıntıyı bulanıklaştırabilir.
Bu su izotopları, üst buz tabakasında tek bir yerde kalmama eğilimindedir, bunun yerine birbirine bağlı yollarda hareket eder (buna benzer Strafordaki hava cepleri), yeterince katılaşmadan önce on yıllar veya yüzyıllar boyunca buhar ve buz arasında hal değiştirirken. Bu süreç, araştırmacıların incelemeye çalıştığı verileri “bulanıklaştırabilir”. Ancak ekip, Batı Antarktika Buz Tabakasındaki yüksek kaliteli buz çekirdeklerini, son derece yüksek çözünürlüklü ölçümleri ve son 15 yıldaki buz çekirdeği analizindeki ilerlemeleri kullanarak, verilerde mevcut olan difüzyonu düzeltmeyi ve tamamlamayı başardı. çalışma.
“Bunun da ötesinde, tamamen bu verilerle başa çıkmak için yeni yöntemler geliştirmemiz gerekti, çünkü daha önce kimse görmemişti. Jones, “Geçmişte yapılanların ötesine geçmek zorundaydık” dedi.
Kararlı izotopları incelemek
Çalışma, Dünya ikliminin tarihini ayrıntılarıyla anlatsa da, arkasındaki çalışmanın bir geçmişi var.
Otuz yılı aşkın bir süredir INSTAAR’ın Kararlı İzotop Laboratuvarı’ndaki araştırmacılar, buz çekirdeklerinin içinden ve karbon atomlarından her yerde bulunan çeşitli kararlı izotopları (benzersiz moleküler imzalara sahip radyoaktif olmayan atom biçimleri) inceliyorlar. permafrostta, atmosferimizdeki havaya karışır. Jones laboratuvara 2007’de yüksek lisans öğrencisi olarak katıldı ve hiç ayrılmadı.
“Yaklaşık 2013’te danışmanım Jim White’ın ofisine girdiğim ve ona laboratuvardan çekebileceğimizi gösterdiğimle ilgili net bir anım var. Bu kayıtta son 11.000 yıldaki yaz ve kış değerlerinin dışarı çıkması son derece nadirdir. Anladığımız kadarıyla, bunu daha önce hiç kimse yapmamıştı,” dedi Jones. “Birbirimize baktık ve ‘Vay canına, bu gerçekten büyük bir olay olacak’ dedik.”
Ardından, buz çekirdeklerinden elde edilen verileri yorumlamanın doğru yolunu bulmak neredeyse on yıl sürdü. bu toplantıdan yıllar önce sondaj yapıldı.
Kararlı İzotop Laboratuvarı’nın ortak yazarı ve yöneticisi Bruce Vaughn ve çalışmanın ortak yazarı ve INSTAAR ve Jeoloji Bölümü’nde yardımcı doçent olan Bradley Markle, Batı Antarktika’da geri gönderilen ve analiz edilen buzu toplamak için orada.
Ekibin bir sonraki adımı, Güney Kutbu ve kuzeydoğu Grönland gibi başka yerlerdeki yüksek çözünürlüklü buz çekirdeklerini yorumlamaya çalışmaktır. gezegenimizin iklim değişkenliğini daha iyi anlamak için karotlar çoktan kazıldı.
“İnsanların dünyanın nasıl çalıştığı ve geçmişte neler olduğu hakkında temel bir merakı var, çünkü bu aynı zamanda neler olabileceğine dair anlayışımıza da bilgi verebilir. gelecekte,” dedi Jones.
Referans: “H döneminde Batı Antarktika’daki mevsimsel sıcaklıklar olocene” yazan Tyler R. Jones, Kurt M. Cuffey, William H. G. Roberts, Bradley R. Markle, Eric J. Steig, C. Max Stevens, Paul J. Valdes, T. J. Fudge, Michael Sigl, Abigail G. Hughes, Valerie Morris , Bruce H. Vaughn, Joshua Garland, Bo M. Vinther, Kevin S. Rozmiarek, Chloe A. Brashear ve James W. C. White, 11 Ocak 2023, Nature.
DOI: 10.1038/s41586-022-05411- 8
Çalışma, Ulusal Bilim Vakfı, Martin Family Foundation ve Leverhulme Trust tarafından finanse edildi.