Najstarszy na świecie kawałek lodu może skrywać tajemnice epoki lodowcowej

Poziomy dwutlenku węgla znalezionego w próbce są „zdumiewająco niskie” – mówi Yige Zhang, paleoklimatolog z Texas A&M University. Dodaje, że opublikowane w Nature badanie jest „dość interesujące”, ponieważ informuje o pierwszych bezpośrednich pomiarach gazów atmosferycznych z okresu sprzed 1,5 mln lat.

Jakieś 2,6 miliona lat temu Ziemia weszła w okres znany jako plejstocen, w którym nasza planeta w regularnych odstępach – co 40 000 lat – przechodziła przez okresy głębokiego zlodowacenia. Około 1 miliona lat temu, podczas tak zwanego przejścia środkowego plejstocenu, cykl okresów lodowcowych i międzylodowcowych zmienił się z 40 000 na 100 000 lat.

Jak doszło do nagłej zmiany klimatu? Jedna z teorii mówi, że nastąpiła, gdy Ziemia zareagowała na zmiany na orbicie i nachylenie jej trasy wokół Słońca. Niektórzy naukowcy sugerują, że za zmianą cykli stoi zmiana w poziomie dwutlenku węgla w ziemskiej atmosferze.

Jednym ze sposobów sprawdzenia tej teorii może być zbadanie próbek atmosfery ziemskiej sprzed lodowcowego „przewrotu”. Przed odkryciem obecnie najstarszego rdzenia lodowego, najstarsze próbki gazów, jakie można było badać, znajdowały się w bąbelkach uwięzionych w lodzie około 800 000 lat temu. Ale w 2015 roku zespół kierowany przez Johna Higginsa, geochemika z Princeton, odkopał lodowy rdzeń, którego wiek określono na 2,7 mln lat.

- Rozwiązanie jednej z największych zagadek systemu klimatycznego i odpowiedź na pytanie, dlaczego w trakcie przejścia środkowego plejstocenu zmieniła się cykliczność okresów lodowcowych/międzylodowcowych, pozwoli nam lepiej zrozumieć działanie systemu klimatycznego, zwłaszcza roli gazów cieplarnianych, takich jak dwutlenek węgla czy metan. Jest to niezbędne, aby móc rzetelnie przewidywać przyszłość naszego klimatu w perspektywie długoterminowej - mówi Olaf Eisen, koordynator innego projektu w ramach którego trwa poszukiwanie prehistorycznych rdzeni lodowych.

Na początku rekordowo stary lód wydawał się zawierać próbki powietrza o zdumiewających poziomach CO2, kilkakrotnie większych niż 407 cząsteczek na milion (ppm), które odnotowujemy dzisiaj - mówi Yuzhen Yan, geochemik z Princeton, który kierował badaniami.

Jednak dalsza analiza wykazała, że pęcherzyki zostały zanieczyszczone przez dwutlenek węgla przesiąkający spod lodu, prawdopodobnie uwalniany przez drobnoustroje. Oznaczało to, że zespół musiał odrzucić dane z części wcześniejszych próbek.

Kiedy naukowcy przyjrzeli się poziomom CO2 w próbkach sprzed 1,5 miliona lat, stwierdzili, że średnio są one dość podobne do tych, jakie panowały na Ziemi po wydłużeniu cyklów zlodowacenia.

– To zaskakujące odkrycie, biorąc pod uwagę szerokie dowody na to, że świat we wczesnym plejstocenie był cieplejszy, zanim okresy zlodowaceń się wydłużyły. Podejrzewam, że aby to było możliwe, konieczne były wyższe poziomy CO2. Ale to nie jest coś, co tutaj widzimy – mówi Yan.

Wyniki badań nie przyniosły oczekiwanych rezultatów, jednak udało się ustalić, że poziom CO2 był średnio o 24 ppm niższy w okresach zlodowaceń po przejściu środkowego plejstocenu, w porównaniu z epokami lodowcowymi w poprzedniej erze. To sugeruje, że świat był dość wrażliwy na CO2, a do przejścia mogło dojść dzięki czemuś w rodzaju niewielkiego zakłócenia prądów, które napędzają magazynowanie CO2 w oceanie – sugerują naukowcy.

Zespoły badawcze poszukują kolejnych rdzeni lodowych i próbek powietrza sprzed milionów lat.