Starożytne gleby przechowywane w UB pokazują, że Grenlandia niedawno się stopiła… i może stopić ponownie

Buffalo, Nowy Jork — Do niedawna geolodzy uważali Grenlandię za fortecę z lodu, w większości nie stopioną przez miliony lat. Ale dwa lata temu, używając gleby zakopanej kiedyś milę pod pokrywą lodową wyspy, a później przechowywanej na Uniwersytecie w Buffalo, zespół naukowców wykazał, że prawdopodobnie stopiła się mniej niż milion lat temu.

Teraz dalsza analiza osadów stworzyła jaśniejszy obraz: Grenlandia była zieloną krainą zaledwie 416 000 lat temu.

drużyna Nowe badanie — opublikowane 21 lipca w czasopiśmie Science, którego współautorem jest Elizabeth Thomas, profesor nadzwyczajny geologii w College of Arts and Sciences na Uniwersytecie w Buffalo — dostarcza bezpośrednich dowodów na to, że osady zostały osadzone przez płynącą wodę w środowisku wolnym od lodu w okresie umiarkowanego ocieplenia od 424 000 do 374 000 lat temu.

„To naprawdę pierwszy kuloodporny dowód na to, że znaczna część pokrywy lodowej Grenlandii zniknęła, gdy się ociepliła” – mówi geolog z University of Vermont, Paul Berman, który współprowadził badania z głównym autorem Drew Christem, geologiem ze stopniem doktora, który pracował w laboratorium Bermana.

Zrozumienie przeszłości Grenlandii ma kluczowe znaczenie dla przewidywania, w jaki sposób gigantyczna pokrywa lodowa zareaguje na ocieplający się klimat w przyszłości. Nowe badanie dostarcza mocnych i dokładnych dowodów na to, że Grenlandia jest bardziej wrażliwa na zmiany klimatu niż wcześniej sądzono – i grozi jej nieodwracalne topnienie.

Ponieważ około 23 stopy wzrostu poziomu morza są związane z czapą lodową Grenlandii, każdy obszar przybrzeżny na świecie jest zagrożony.

Camp Century była bazą armii amerykańskiej na Grenlandii w latach 60. Było to miejsce tajnej operacji o nazwie Project Iceworm, mającej na celu ukrycie pocisków nuklearnych pod lodem w pobliżu Związku Radzieckiego.

Misja rakietowa zakończyła się fiaskiem, ale zespół naukowy przeprowadził pierwsze tego rodzaju badania, w tym wywiercenie rdzenia lodowego o głębokości prawie mili. Naukowcy z Camp Century skupili się na samym lodzie, więc nie przejmowali się 12-metrowym osadem zebranym spod rdzenia lodowego.

Następnie w dziwna historiaW latach siedemdziesiątych XX wieku rdzeń lodowy został przetransportowany z wojskowej zamrażarki do UB przez ówczesnego profesora geologii Chestera „Cheta” Langwaya, który był jednym z przywódców Ekspedycyjnej Ekspedycji Wiertniczej w Camp Century. Trzymał rdzeń lodowy w budynku przy Lea Ridge Road w Amherst, w którym mieścił się uniwersytet na wydziale geologii Buffalo podczas budowy kampusu północnego.

Po odejściu z UB w latach 90. Langway przekazał swój rdzeń lodowy swoim kolegom z drużyny w Danii. Zaginął tam przez dziesięciolecia – dopóki nie został znaleziony ponownie, gdy rdzenie zostały przeniesione do nowej lodówki w 2017 roku.

W 2019 roku Chrystus przyjrzał się osadowi przez swój mikroskop i znalazł liście i mech. Sugeruje to, że obszar ten był wolny od lodu w niedawnej przeszłości geologicznej – i że krajobraz roślinności stoi tam, gdzie dziś znajduje się pokrywa lodowa o grubości dwóch mil i trzy razy większa od Teksasu.

Zespół, w skład którego wchodzą Christ i Thomas z UB, opublikował swoje odkrycia w 2021 r Obrady Narodowej Akademii Nauk.

Inni naukowcy pracujący w centralnej Grenlandii zebrali dane pokazujące, że tamtejszy lód stopniał co najmniej raz w ciągu ostatnich 1,1 miliona lat – ale nikt nie wiedział dokładnie kiedy.

W ramach ostatnich badań zespół zbadał osad Camp Horn pod kątem tak zwanego „sygnału luminescencyjnego”.

Kiedy kawałki skały i piasku zostaną wystawione na działanie promieni słonecznych, wszelkie wcześniej błyszczące znaki zostaną zatrzymane. Z czasem ponownie zakopane w ciemności pod skałami lub lodem, minerały kwarcu i skalenia w osadach gromadzą uwolnione elektrony w swoich kryształach.

W laboratorium współautora badań Uniwersytetu Stanowego Utah, Tammy’ego Ritnora, kawałki osadu rdzenia lodowego zostały wystawione na działanie światła niebiesko-zielonego lub podczerwonego, co spowodowało uwolnienie uwięzionych elektronów. Liczba uwolnionych elektronów tworzy rodzaj zegara, dokładnie pokazującego, kiedy ostatni raz te osady były wystawione na działanie słońca.

Te potężne nowe dane zostały połączone z wglądem z laboratorium Berman University of Vermont, które badało kwarc z rdzenia Camp Century. Proporcje berylu i innych izotopów w kwarcu – które gromadzą się pod wpływem promieniowania kosmicznego – wyjaśniają, jak długo skały były eksponowane na powierzchni w porównaniu z zakopanymi pod warstwami lodu.

Dane te pomogły naukowcom wykazać, że 400 000 lat temu osady Camp Century były wystawione na działanie nieba mniej niż 14 000 lat przed osadzeniem się pod lodem, zawężając okno czasowe, kiedy ta część Grenlandii była wolna od lodu.

Thomas przeprowadził analizę chemiczną, która umożliwiła zespołowi zrozumienie typów roślinności występujących w tym miejscu. Zespół przeprowadza podobne analizy, aby zrozumieć, jaka była temperatura i obieg wody, kiedy te chemikalia były produkowane.

Nowe badanie zespołu, wraz z jego poprzednimi pracami, powoduje niepokojące przemyślenie na nowo historii pokrywy lodowej Grenlandii i ujawnia jej dzisiejszą kruchość.

Modele zespołu pokazały, że ostatnie topnienie pokrywy lodowej spowodowało podniesienie się poziomu mórz o co najmniej pięć stóp. Temperatury w tym czasie, w okresie międzylodowcowym zwanym Marine Isotope Stage 11, były podobne lub nieco wyższe niż obecnie, a poziom dwutlenku węgla w atmosferze był co najmniej o jedną trzecią niższy niż obecnie.

„Modelując tempo topnienia w odpowiedzi na rosnący poziom CO2, patrzymy na wzrost poziomu mórz w metrach, być może w dziesiątkach metrów” – mówi Ritnor. „Następnie spójrz na wysokość Nowego Jorku, Bostonu, Miami, Amsterdamu. Spójrz na Bangladesz, Indie, Afrykę – większość skupisk ludności na świecie znajduje się blisko poziomu morza.”

Berman dodaje: „Czterysta tysięcy lat temu na wybrzeżu nie było miast, teraz są miasta na wybrzeżu”.

Badania były wspierane przez Narodową Fundację Nauki.