По словам профессора химии Университета Южной Дакоты Джихонга Коул-Дая, определение возраста ледяных слоев является важной частью любого исследования ледяных кернов. Он возглавляет лабораторию по исследованию ледяных кернов и химии окружающей среды SDSU, которая специализируется на измерении следов химикатов в кернах полярного льда, включая участки хрупкого льда. Лаборатория разработала уникальный прибор для проведения автоматизированного быстрого химического анализа.Благодаря финансированию Национального научного фонда лаборатория работала с ледяными кернами из Гренландии и Антарктиды.
Совсем недавно исследователи участвовали в проекте «Ледниковый щит Западной Антарктиды» (WAIS) 2006–2013 годов Divide Ice Core, в котором участвовали более 20 университетов и национальных лабораторий.Измерение следов химикатов через хрупкий лед
Исследователи используют различные образцы следов химикатов для определения возраста льда. По словам Коул-Дай, химический анализ тысяч образцов льда позволяет получить данные о годовых слоях керна. «Мы создали карту, похожую на пень, на которой можно увидеть кольца и выяснить, сколько лет дереву на любой стадии роста».
Для точного датирования требуется химический анализ всей длины ледяного керна, до нескольких тысяч метров, включая участок, известный как хрупкий лед. Лед в средней части длинной сердцевины хрупкий на ощупь из-за пузырьков сжатого воздуха, застрявших во льду.В рамках проекта «Западная Антарктика» команда SDSU проанализировала ледяной керн длиной более полумили. Коул-Дай объяснил, что они разрезали керн на образцы размером с кубики льда. «Это означает тысячи и тысячи образцов».
Керн длиной в полмили включал участок хрупкого льда. «У него было много переломов, и он мог развалиться на части при взятии проб в лаборатории», — пояснил Коул-Дай. «Это была самая сложная часть с точки зрения анализа».Их работа над хрупким участком имела решающее значение для точного датирования всего ледяного керна. «Наш анализ хрупкого льда помог определить возраст каждого слоя льда в ледяном керне WAIS Divide», — отметил он. «Мы сделали возможным оглянуться назад на 70 000 лет, не оставляя пробелов».Команда использовала специализированный инструмент для анализа ледяного керна менее чем за три года.
Если делать это вручную, на анализ уйдет 10 и более лет. «Это большое улучшение», — сказал Коул-Дай. «Наша лаборатория — первая в мире, которая проводит подробный химический анализ хрупкой части ледяного ядра».Распутывая историюОпределение точного возраста ледяных слоев помогло ученым в проекте WAIS Divide обнаружить, что глобальное изменение климата начинается в Арктике и движется к югу.
Они сравнили результаты исследования ледяного керна Западной Антарктиды с результатами ледяного керна из Гренландии в Арктике и показали, что, когда климат Земли колебался между теплым и холодным в последний ледниковый период, потепление началось в Северной Атлантике и распространилось на юг в течение следующего ледникового периода. 200 лет.
Опыт команды SDSU в области химического анализа керна льда привел к еще одному совместному проекту, который начался в прошлом году. «Мы анализируем 1500-метровый ледяной керн с Южного полюса», — пояснил он.Это даст Коул-Даю и его команде больше возможностей найти подсказки об изменении климата, зафиксированные в ледяных кернах. «Изучая эти вещи в прошлом очень подробно и систематически, мы можем лучше понять, как происходит изменение климата, и попытаться спрогнозировать изменение климата в будущем», — заключил он.