Геонауки - пътуване във времето във вечната замръзналост - знания

Актуални новини в Süddeutsche Zeitung

Табло

икономика

Мюнхен

Култура

общество

Знание

Геонауки: Пътуване във времето във вечен лед

Отваряне на снимката в нова страница

Кратерът Батагайка в Якутия на въздушна снимка от 2014 г. Оттогава ръбовете се разпаднаха значително.

(Снимка: NEFU/снимка съюз/AP Photo)

През последните няколко десетилетия в средата на Тайга в Якутия се образува необичайно дълбок кратер.
На него могат да се прочетат стотици хиляди години история на климата.
Данните могат да бъдат от значение и за настоящите климатични модели.

Лятото на 2017 г. е, когато геологът Томас Опел стои пред 55-метрова стръмна стена, която стърчи почти вертикално в небето. Пука, струи, дрънка, денем и нощем. Внезапно силен гръм: Друг могъщ блок от замръзнала земя се е измъкнал от вратата към подземния свят, както често се нарича огромният кратер на Батагайка в Сибир. Opel използва резачката, за да изреже квадрат от ширината на ръката от стената. Това е опасно място за работа; по всяко време друг блок земя може да се разхлаби и да падне върху него. Но пробите, които той взема от леда, са ценни: те съдържат утайки на хиляди години, уникален климатичен архив. С негова помощ изследователите се надяват да могат по-добре да оценят динамиката на световния климат - за да направят по-точни прогнози за бъдещите развития.

През април тази година Томас Опел се върна в мистериозния кратер на колапса с експедиционна група от потсдамския клон на Института за полярни и морски изследвания Алфред Вегенер. В Сибир все още е късна зима, през нощта температурите падат до минус 30 градуса по Целзий. По това време на годината е разумно безопасно да се работи върху твърдо замръзналата стена.

Необичайно дълбокият, широк около километър басейн се е образувал едва в средата на тайгата през последните две до три десетилетия, близо до малкото градче Батагай в Якутия. От пет години той предизвиква шум в науката. Произходът на тази формация първоначално беше озадачаващ. Тогава се оказа, че колапсът е причинен от хора: Когато е построен път за изследване на калаена мина, проследяваните превозни средства се търкалят по защитната растителност. В резултат на това повече слънчева радиация проникна във вечната замръзнала почва; глобалното затопляне направи останалото.

Вечният лед в Арктика вече е омекнал толкова, колкото се прогнозира за края на този век. Топенето ускорява изменението на климата.

От Хано Харисий

Образували се малки езера, вечната замръзналост започнала да се разтапя и ледът и снегът се стичали като разтопена вода. Накрая източената земя се срути. Такива термокарстови депресии не са необичайни, но нито една не е толкова голяма, колкото кратера Батагайка.

Когато Томас Опел се завърна в Сибир през пролетта, той веднага видя промените

Батагайка е само на 60 километра от най-студения регион в северното полукълбо. Изследователите са загрижени, че дори там изменението на климата има толкова силно въздействие. Вечната замръзналост обхваща една четвърт от всички земни маси в северното полукълбо; неговото размразяване застрашава инфраструктурата и целия поминък в големите региони. Освен това при размразяване могат да се отделят големи количества от силен климат газ метан, което допълнително ускорява глобалното затопляне. Едва наскоро изследователите установиха, че почвата с вечна замръзналост в някои части на Канада е омекнала толкова, колкото се очаква само за 2090 година.

Когато Томас Опел инспектира кратера в Сибир тази пролет, той веднага видя огромните промени след последното си посещение. Сателитните снимки потвърдиха впечатлението му: В някои райони стената губи около 20 метра дебелина всяка година. "Бях впечатлен от скоростта на ерозията," казва Опел, "но и от факта, че изведнъж видях утайки и лед на хиляди години." Отново той успя да спечели няколко десетки примерни блока; в момента те се изследват в лабораторията в Потсдам на Института Алфред Вегенер.

Вариации при топене на сняг

През зимата, при температури под минус 40 градуса по Целзий, замръзналата земя се разкъсва, защото вечната замръзнала почва се свива, когато се охлади. Това създава вертикални пукнатини от замръзване с ширина до пет сантиметра. Когато снегът се разтопи на повърхността през пролетта, стопената вода прониква през отворите и незабавно отново замръзва. Този процес се повтаря година след година, като пропуските обикновено се разкъсват отново в средата. С течение на годините в земята расте V-образен клин, който може да бъде широк няколко метра и да достига до 30 метра дълбочина в земята. Най-младите ледени вени лежат вътре в клина, по-старите и по-старите към краищата. По този начин се създава екологичен архив, който може да се простира назад стотици хиляди години.

С водата органичният материал прониква в процепите и се запазва там: прашец, части от растения, останки от фекалии на животни. Въз основа на такива следи може да се определи възрастта на ледените вени с въглеродно датиране. В Сибир едва ли има ледници или ледени шапки като в Гренландия, които можете да пробиете, за да получите информация за ранното развитие на климата.

Ето защо ледените клинове, които можете да получите, са толкова важни за изследване. Учените вече са открили ледени клинове на възраст до 60 000 години, например на полуостров Биковски в Източен Сибир. Пробите от леден клин от кратера Батагайка могат да бъдат значително по-стари: „Те се връщат най-малко 200 000 години назад“, казва Opel. Това означава, че ледът е оцелял в топъл период на Eem преди около 125 000 години, последният топъл период преди настоящия, холоцен. В южната част на Канада леденият клин, защитен от вулканични отлагания, дори е датиран на 700 000 години преди Общата ера.

Голяма част от живак се е натрупал в вечно замръзналите почви на Арктика за хиляди години. Сега под земята се размразява - и токсичният метал попада в хранителната верига.

От Сузане Гьотце

Томас Опел обича пейзажа в Сибир. Когато слънцето грее над тундрата там в края на лятото, в нереално ясната светлина той се чувства като на края на света. Но пътуването си заслужава и научно: „Там мога да изследвам нещо съвсем ново, което е много сложно и което все още не разбираме напълно“, казва той.

Лятото ставаше по-хладно и по-хладно от хилядолетия. Но какво да кажем за зимите?

Предишни изчисления на модела от палеонтолозите показват, че глобалните температури непрекъснато намаляват през последните 8000 години през 19 век. Това е в съгласие с намаляващата слънчева радиация, причинена от астрономически параметри като по-силен наклон на земната ос.

Това е в основата на хипотезата, че Земята всъщност наближава нов ледников период - докато днешното изкуствено затопляне не започна през миналия век. Но известните данни от измерванията по същество показват само лятната картина. От друга страна, ледените клинове съхраняват информация за зимата. За да може да направи изводи за условията на околната среда, Томас Опел и колегите му изследват как се е променило съотношението на тежкия кислороден изотоп О-18 към малко по-лекия О-16 през хилядолетията в ледените клинове.

Като цяло, колкото по-малко беше O-18 в леда, толкова по-студено беше. За първи път ясно сигурна зимна температура може да се определи от сибирската вечна замръзналост. „През последните 7000 години зимите в делтата на Лена непрекъснато се затопляха - развитие, което почти не сме виждали в друг арктически архив за климата“, казва колегата на Opel Хано Майер. Досега беше трудно да се докаже обратната посока на тенденцията - по-студено през лятото, но по-топло през зимата.

Учените все още не могат да кажат с колко градуса по Целзий температурите варират, тъй като все още няма надеждно калибриране на съотношенията на изотопите в ледените клинове на температурния профил. "Имаме нужда от по-добро разбиране на процеса. При какви влияния зимният сигнал попада в ледените клинове и там ли е фиксиран?" - пита Майер.

„Ето защо разглеждахме по-отблизо най-новите вариации в снега и топенето на сняг през последните години.“ По този начин изследователите се надяват да могат да интерпретират по-добре данните от миналото - и по този начин да получат температурни данни, които след това могат да бъдат включени в настоящите климатични модели. Настоящето е ключът към миналото, което от своя страна позволява прогноза за бъдещето.