Занимательное востоковедение: в Антарктиде ищут причины изменения климата
Что произошло с нашей планетой миллион лет назад и какие изменения климата могут ожидать Землю в будущем? Ответы на эти вопросы ученые рассчитывают получить с помощью нового метода датировки древнего льда. Чтобы добыть материал, полярники занимаются бурением новой скважины на российской антарктической станции Восток. Первая партия древнего льда прибудет в Санкт-Петербург уже в мае 2019 года.
Новая скважина
Прямым источником информации о состоянии земной атмосферы миллион лет назад может стать древний лед, первые образцы которого добыли из сверхглубокой скважины, пробуренной в леднике на российской антарктической станции Восток, — их возраст составляет около 1,2 млн лет. Согласно условиям научного проекта весь материал, полученный из скважины 5Г-1 (см. справку «Известий»), был разделен между несколькими группами ученых из России, Франции и США.
Скважину 5Г-1 на станции Восток начали бурить еще в 1989 году. В 1999 году полярники достигли глубины 3623 м, после чего работы были приостановлены. Буры замерли примерно в 130 м от поверхности предсказанного российскими учеными подледного озера Восток, в котором могли сохраниться древние формы жизни, изолированные от внешнего мира в течение миллионов лет. Буровые работы возобновились в 2006 году, и шесть лет спустя, 5 февраля 2012 года, полярники достигли поверхности реликтового водоема. Впоследствии, изучая полученные пробы озерной воды, ученые нашли в ней неизвестный вид бактерий, который имеет сходство с современными микроорганизмами менее чем на 86%.
Однако для комплексного изучения изменений климата необходим еще более непрерывный ледовый керн. Поэтому в прошлом году российские полярники приступили к бурению новой скважины в районе станции Восток, чтобы на этот раз добыть все необходимые материалы для исследования. Проводить их будут ученые Арктического и антарктического научно-исследовательского института (ААНИИ) в рамках проекта, финансируемого Российским научным фондом (РНФ).
— Новая скважина проходит в толще ледника параллельно 5Г-1, — рассказал заведующий лабораторией изменений климата и окружающей среды ААНИИ Владимир Липенков. — В настоящее время буровая команда дошла до глубины 3320 м, на которой начинаются слои древнего льда.
Полярники намерены достичь отметки 3615 м, добыв полную колонку керна древнего льда.
Вопрос датировки
Добыча древнего льда — лишь первый этап исследования, после которого нужно определить точный возраст образцов. В случае с льдом под станцией Восток это осложнено перемешиванием его слоев в придонной части ледника, что не позволяет ученым использовать традиционные методы датирования, в которых анализируется прямая зависимость между временем образования льда и глубиной его залегания. Однако российские специалисты уже нашли решение этой проблемы.
— Льды южного континента образовались из снега, который никогда не таял и со временем уплотнялся под действием собственного веса, захватывая пузырьки воздуха из атмосферы, — пояснил Владимир Липенков. — Со временем пузырьки сжимались и под действием высокого давления превращались в кристаллические соединения — газовые гидраты, средний размер которых постепенно увеличивался. Этот процесс, который в науке называется оствальдовским созреванием, приводит к тому, что размер гидратов зависит от возраста льда.
Это явление российские ученые положили в основу собственного метода определения возраста льда по размеру гидратных включений, высокая точность которого уже была подтверждена экспериментально (для этого результаты исследований сравнивались с показателями абсолютной датировки по содержанию радиоактивного изотопа криптон-81). По словам специалистов, именно с помощью этого метода планируется оценить возраст различных образцов ледникового льда, что позволит установить последовательность его слоев по времени образования.
— Метод гидратной датировки наиболее перспективен, поскольку для использования других способов определения возраста льда, в частности по содержанию изотопов криптона и аргона, необходимо очень много материала — буквально десятки килограммов льда, для чего придется растопить значительную часть керна, — отметил заведующий отделом гляциологии Института географии РАН Станислав Кутузов. — Поэтому изотопный способ подходит либо для контрольной проверки возраста льда, либо для исследования поверхностных слоев ледников.
Что скрывает воздух
На заключительной стадии работ специалисты планируют провести изучение атмосферных включений в составе поднятого на поверхность льда, поскольку именно они хранят информацию о динамике изменений климата.
— После осуществления успешной датировки мы собираемся измерить изотопный состав льда (по кислороду-18 и дейтерию), что позволит проследить колебания температуры воздуха, — рассказала старший научный сотрудник лаборатории изменений климата и окружающей среды ААНИИ Ирина Алехина. — Также будет проведена оценка содержания во льду метана и CO2, поскольку они являются важнейшими парниковыми газами, от концентрации которых зависит климат.
В конечном итоге это должно пролить свет на причины изменения климатических циклов, подтвердив одну из научных гипотез о том, что происходило с нашей планетой миллион лет назад. Кроме того, после завершения исследований ученые смогут более точно прогнозировать грядущие климатические изменения, поскольку результаты их работы будут содержать данные о динамике процессов, происходивших в течение огромного промежутка времени. По словам экспертов, эту динамику можно будет экстраполировать в будущее и достаточно точно узнать, когда нас ждет очередной ледниковый период.
Отечественные специалисты имеют все шансы получить первенство в открытии причин изменения древнего климата, за которое в настоящее время борются ученые США, Китая, Японии, Австралии и консорциума 14 научно-исследовательских организаций из 10 европейских стран.
Первая партия древнего льда со станции Восток прибудет в Санкт-Петербург уже в мае 2019 года — возраст образцов составляет от 400 до 500 тыс. лет.
