Ένα τεράστιο κομμάτι πάγου 1,2 εκατ. ετών από την Ανταρκτική ίσως λύσει ένα μεγάλο αρχαίο κλιματικό μυστήριο

Ο πάγος μήκους σχεδόν όσο 25 γήπεδα ποδοσφαίρου που εξορύχθηκε από την Ανταρκτική ίσως δώσει απαντήσεις στα μυστήρια του γήινου κλίματος έως και 1,2 εκατ. χρόνια πριν

Μια διεθνής ερευνητική ομάδα μπόρεσε να αφαιρέσει με επιτυχία ένα τεράστιο κομμάτι πάγου μήκους 2.800 μέτρων από τα βάθη της Ανταρκτικής, ο οποίος θεωρείται ότι είναι ηλικίας τουλάχιστον 1,2 εκατομμυρίων ετών. Ο πάγος αυτός αναμένεται να μας αποκαλύψει πολλά μυστικά για το κλιματικό παρελθόν της γης. 

Ο πάγος, ο οποίος έχει μήκος σχεδόν όσο 25 γήπεδα ποδοσφαίρου και εξήμισι φορές ψηλότερος από το Empire State Building (μαζί με την κεραία του), είναι κατά κάποιον τρόπο μια «χρονομηχανή» καθώς περιλαμβάνει «ένα εξαιρετικό αρχείο του κλίματος της Γης», είπε ο Κάρλο Μπαρμπάντε, συντονιστής του Beyond EPICA, του Ευρωπαϊκού Έργου για τον Πυρήνα Πάγου στην Ανταρκτική που συνέλεξε τον πυρήνα. ο τρυπάνι μάλιστα που συνέλεξε το δείγμα έφτασε τόσο βαθιά που «χτύπησε» πάνω στο βράχο κάτω από το στρώμα πάγου της Ανταρκτικής.

Η ομάδα των ερευνητών, αφού ανέσυρε τον πάγο τον έκοψε σε κομμάτια μήκους ενός μέτρου και τα αποθήκευσε σε ξεχωριστά κουτιά, ώστε να μπορούν να μελετηθούν, δήλωσε ο Μπαρμπάντε, καθηγητής στο ιταλικό Πανεπιστήμιο Ca' Foscari της Βενετίας και ανώτερος συνεργάτης του Ινστιτούτου Πολικών Επιστημών της Εθνικό Συμβούλιο Έρευνας της Ιταλίας.

Ο πυρήνας πάγου συλλέχθηκε από την περιοχή Little Dome C, μια από τις πιο σκληρές και τοποθεσίες στον πλανήτη, όπου επικρατούν εξαιρετικά ακραίες συνθήκες. Η τοποθεσία βάλλεται συνεχώς από ισχυρούς ανέμους και έχει σταθερά θερμοκρασίες που φτάνουν κάτω από μείον 40 βαθμούς Κελσίου.

Ο πάγος είναι ένας από τους παλαιότερους που έχουν ανασυρθεί από τα έγκατα της Γης και θα μπορούσε να δώσει απαντήσεις στα μεγαλύτερα ερωτήματα που απομένουν αναπάντητα σχετικά με το πώς έχει αλλάξει το κλίμα του πλανήτη με την πάροδο του χρόνου.

«Οι φυσαλίδες αέρα που παγιδεύονται μέσα στον πυρήνα του πάγου παρέχουν μια άμεση εικόνα της προηγούμενης ατμοσφαιρικής σύνθεσης, συμπεριλαμβανομένων των συγκεντρώσεων αερίων του θερμοκηπίου όπως το διοξείδιο του άνθρακα και το μεθάνιο», είπε ο Μπαρμπάντε στο CNN. «Αναλύοντας τα στοιχεία αυτά, μπορούμε να καταλάβουμε το πώς το κλίμα της Γης ανταποκρίθηκε στις αλλαγές των κλιματικών παραγόντων, όπως η ηλιακή ακτινοβολία, η ηφαιστειακή δραστηριότητα και οι τροχιακές διακυμάνσεις. Αυτά τα δεδομένα μας βοηθούν να κατανοήσουμε την περίπλοκη σχέση μεταξύ των αερίων του θερμοκηπίου και της παγκόσμιας θερμοκρασίας κατά τη διάρκεια εκατοντάδων χιλιάδων ετών μέχρι και 1,2 εκατομμύρια χρόνια πριν και ελπίζουμε να μπορέσουμε να ‘δούμε’ και πιο παλιά».

Οι επιστήμονες ελπίζουν επίσης ότι ο πάγος θα ρίξει φως σε αυτό που προκάλεσε την ξαφνική αλλαγή στη διάρκεια των παγετώδων περιόδων της Γης πριν από περίπου 1 εκατομμύριο χρόνια. Σύμφωνα με τους επιστήμονες, τότε η Εποχή των Παγετώνων διήρκησε για περίπου 100.000 χρόνια περισσότερο από το συνηθισμένο, ένα γεγονός που σχεδόν προκάλεσε την εξαφάνιση των αρχαίων ανθρώπινων προγόνων μας, σύμφωνα με πρόσφατη έρευνα.

Ένα παγωμένο ορόσημο

Οι ερευνητές συνέλεξαν τον πυρήνα του πάγου κατά τη διάρκεια της τέταρτης εκστρατείας του έργου Beyond EPICA — Oldest Ice, το οποίο χρηματοδοτήθηκε από την Ευρωπαϊκή Επιτροπή. Συνολικά, εμπειρογνώμονες από 12 ευρωπαϊκά επιστημονικά ιδρύματα έχουν αφιερώσει περισσότερες από 200 ημέρες για να διανοίξουν και να αφαιρέσουν τον πάγο τα τελευταία τέσσερα καλοκαίρια της Ανταρκτικής (από τα μέσα Νοεμβρίου ως τα μέσα Ιανουαρίου).

Το πρόγραμμα βασίζεται στους στόχους του αρχικού έργου EPICA που πραγματοποιήθηκε από το 1996 έως το 2008. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, οι ερευνητές εξόρυξαν έναν βαθύ πυρήνα πάγου που ανακάλυψε δεσμούς μεταξύ του κλίματος και των ατμοσφαιρικών αερίων του θερμοκηπίου τα τελευταία 800.000 χρόνια. Ο πυρήνας που συλλέχτηκε κατά τη διάρκεια της τωρινής εκστρατείας σηματοδοτεί ένα νέο ορόσημο, δημιουργώντας μια συνεχή καταγραφή του κλίματος της Γης που χρονολογείται ακόμη πιο παλιά.

Μελέτες του αρχικού πυρήνα πάγου που είχε ανασυρθεί από το EPICA έδειξαν ότι το κλίμα της Γης γνώρισε έναν κύκλο παγετώδων εποχών διάρκειας 100.000 ετών με κάποιες ενδιάμεσες θερμότερες περιόδους. Αλλά αυτό το εύρημα δεν ταίριαζε με τα θαλάσσια ιζήματα που αποκάλυψαν ότι η Γη κάποτε είχε παγετώδεις περιόδους διάρκειας 41.000 ετών πριν από 1 εκατομμύριο χρόνια.

Το έργο Beyond EPICA ξεκίνησε το 2016 με στόχο την εύρεση παλαιότερου πάγου που θα μπορούσε να δείξει γιατί συνέβη αυτή η αλλαγή και η αναζήτηση για τη σωστή τοποθεσία έγινε με τη χρήση ραντάρ.

Τα ραδιοκύματα βοήθησαν τα μέλη της ομάδας να εντοπίσουν τον πάγο που θα μπορούσε να περιέχει τη «χρονοκάψουλα» που αναζητούσαν, δήλωσε ο Φρανκ Γουίλεμς, βασικός ερευνητής στο πεδίο και καθηγητής στο Πανεπιστήμιο του Γκέτινγκεν και στο Ινστιτούτο Alfred Wegener στη Γερμανία.

«Χρειαζόμασταν μια τοποθεσία «Goldilocks», εκεί όπου ο πάγος είναι αρκετά παχύς, ώστε να διατηρεί αναλλοίωτο το «αρχείο» του κλίματος σε μεγαλύτερο βάθος, αλλά όχι τόσο παχύ, ώστε ο παλαιότερος πάγος να έχει ήδη λιώσει», είπε ο Δρ Ρομπέρ Μαλβάνεϊ, παγετολόγος και παλαιοκλιματολόγος στη Βρετανικό Ινστιτούτο Ερευνών της Ανταρκτικής.

«Αυτό μπορεί να συμβεί όταν η θερμότητα που διαφεύγει από τον μανδύα της Γης παγιδεύεται από ένα παχύ μονωτικό στρώμα πάγου. Εάν ο πάγος είναι πολύ παχύς, μπορούμε να χάσουμε τα χαμηλότερα και παλαιότερα στρώματα πάγου», είπε ο Μαλβάνεϊ. «Γι' αυτό δαπανήσαμε πολλή προσπάθεια ώστε να ερευνήσουμε τις υποψήφιες περιοχές και να βρούμε τη σωστή τοποθεσία πριν ξεκινήσουν οι γεωτρήσεις».

Το Little Dome C βρίσκεται ψηλά στο κεντρικό οροπέδιο της Ανταρκτικής, φτάνοντας σε υψόμετρο 3.200 μέτρα πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας και παρουσιάζοντας πολλές προκλήσεις. Η ομάδα έπρεπε να εργαστεί για να αποτρέψει τις αστοχίες του τρυπανιού και να διασφαλίσει ότι το ηλεκτρομηχανικό τρυπάνι προχωρούσε μέσα από τα στρώματα πάγου. Κάθε μέτρο πάγου μπορεί να περιέχει έως και 13.000 χρόνια κλιματικών δεδομένων, δήλωσε ο Ζούλιεν Γουέστχοφ, επικεφαλής επιστήμονας στο πεδίο και μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Πανεπιστήμιο της Κοπεγχάγης στη Δανία.

Πληροφορίες από τον αρχαίο πάγο

Όταν τα μέλη της ομάδας ανέσυραν τον πυρήνα πάγου, βρήκαν αυτό που έψαχναν. Το μεγαλύτερο μέρος από τα 210 μέτρα του πάγου που βρίσκονταν πάνω από τον βράχο του υποστρώματος αποτελείται από παλιό πάγο που έχει παραμορφωθεί σε μεγάλο βαθμό, πιθανότατα έχει αναμειχθεί με άλλα στοιχεία και έχει παγώσει ξανά, είπε η ομάδα.

Η ανάλυση του πάγου θα μπορούσε να βοηθήσει να ελέγξουμε τις διάφορες θεωρίες που υπάρχουν σχετικά με το πώς ξαναπάγωσε κάτω από το ήδη παγωμένο στρώμα. Οι ερευνητές θα διαπιστώσουν επίσης εάν μέσα στο δείγμα υπάρχει ακόμη πιο παλιός πάγος, ο οποίος θα μπορούσε να ανάγεται στην προ-τεταρτογενή περίοδο πριν από 2,58 εκατομμύρια χρόνια, και θα παράσχουν χρονολόγηση των πετρωμάτων κάτω από τον πάγο για να προσδιορίσουν πότε αυτή η περιοχή της Ανταρκτικής υπήρξε τελευταία φορά χωρίς πάγο.

«Ήταν συναρπαστικό να βλέπουμε τις διάφορες περιόδους από την εποχή των παγετώνων καθώς τρυπούσαμε βαθύτερα και ειδικά όταν ξέραμε ότι τρυπούσαμε πάγο παλαιότερο από το ρεκόρ που είχε ήδη πετύχει το EPICA, το οποίο ανέσυρε πάγο ηλικίας 800.000 χρόνια», δήλωσε ο Μαλβάνεϊ. «Αυτό το ρεκόρ των 1,2 εκατομμυρίων ετών θα μας δώσει μια εικόνα για αρκετούς παγετώδεις κύκλους 41.000 ετών για σύγκριση με τα πιο πρόσφατα δεδομένα από τον πάγο του EPICA».

«Η Μετάβαση στο Μέσο Πλειστόκαινο, η οποία συνέβη μεταξύ 1,2 εκατομμυρίων και 900.000 ετών πριν, σηματοδοτεί τη θεμελιώδη αλλαγή στους κύκλους των παγετώνων της Γης», είπε ο Μπαρμπάντε.

«Αυτή η μετάβαση παραμένει ένα επιστημονικό μυστήριο, ιδιαίτερα όσον αφορά τον ρόλο των αερίων του θερμοκηπίου και τη δυναμική των στρωμάτων πάγου», είπε. «Ο πυρήνας πάγου που ανέσυρε η ομάδα μας προσφέρει μια άνευ προηγουμένου ευκαιρία για άμεση μέτρηση των ατμοσφαιρικών συνθηκών κατά τη διάρκεια αυτής της κομβικής περιόδου, δυνητικά ξεκλειδώνοντας απαντήσεις σχετικά με το γιατί συνέβη αυτή η μετάβαση και πώς διαμόρφωσε το κλιματικό σύστημα του πλανήτη μας».

Κατά τη διάρκεια της Μετάβασης στο Μέσο Πλειστόκαινο, οι εποχές των παγετώνων έγιναν μεγαλύτερες και πιο έντονες, οδηγώντας σε πτώση της θερμοκρασίας και ξηρές κλιματικές συνθήκες. Ο παγκόσμιος πληθυσμός μειώθηκε επίσης σε περίπου 1.280 άτομα που αναπαράγονταν μεταξύ 930.000 και 813.000 χρόνια πριν και στη συνέχεια παρέμεινε τόσο μικρός για περίπου 117.000 χρόνια, σύμφωνα με μια μελέτη του 2023 που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Science. Οι συγγραφείς της μελέτης υποστηρίζουν ότι αυτό το γεγονός «έφερε τους προγόνους του ανθρώπου κοντά στην εξαφάνιση». Ωστόσο, υπάρχουν επιστήμονες που παραμένουν πιο σκεπτικιστές σχετικά με τα στοιχεία αυτά.

Ανεξάρτητα από αυτό, ο πυρήνας του πάγου θα μπορούσε να περιέχει στοιχεία που θα μας δείξουν το γιατί αυξήθηκε η διάρκεια των περιόδων της εποχής των παγετώνων.

Οι πυρήνες πάγου περιέχουν στρώματα χιονόπτωσης που έχουν συμπιεστεί με την πάροδο του χρόνου, παγιδεύοντας φυσαλίδες αέρα και σωματίδια που μπορούν να αναλυθούν για να αποκαλυφθεί πώς έχει μεταβληθεί η θερμοκρασία και η ατμόσφαιρα της Γης. Θα μπορούσαν να βοηθήσουν τους επιστήμονες να κατανοήσουν πώς συμπεριφέρθηκε το κλίμα της Γης στο παρελθόν για να προβλέψουν καλύτερα πώς μπορεί να αλλάξουν τα πράγματα στο μέλλον - και να παράσχουν ένα πλαίσιο για το πώς ο πλανήτης μας ανταποκρίνεται σε διαφορετικές συγκεντρώσεις αερίων του θερμοκηπίου.

«Οι πυρήνες πάγου της Ανταρκτικής είναι σαν τη Στήλη της Ροζέτας», δήλωσε ο Τζιμ Γουάιτ, Κοσμήτορας της οικογένειας Craver του Κολλεγίου Τεχνών και Επιστημών στο Πανεπιστήμιο της Βόρειας Καρολίνας στο Chapel Hill. «Είναι μοναδικά καθώς αποκαλύπτουν στοιχεία για τη θερμοκρασία αλλά και για τα επίπεδα του διοξειδίου του άνθρακα, επιτρέποντάς μας να δούμε πώς αλληλεπιδρούν αυτές οι δύο βασικές κλιματικές μεταβλητές».

Τώρα, οι φέτες του πυρήνα πάγου θα μεταφερθούν στην Ευρώπη για μελέτη. Ο Μπαρμπάντε αναμένει ότι η έρευνα θα είναι μια πολυετής προσπάθεια καθώς οι επιστήμονες θα πρέπει να πραγματοποιήσουν μια εκτεταμένη μέτρηση των συγκεντρώσεων σωματιδίων αερίου και σκόνης μέσα στον πάγο.

Εν τω μεταξύ, το έργο Beyond EPICA, καθώς και άλλες διεθνείς ενώσεις, θα αναζητήσουν παλαιότερους πάγους που θα μπορούσαν να αποκαλύψουν μεγαλύτερα κλιματικά ρεκόρ. Ωστόσο, τέτοιες προσπάθειες θα απαιτήσουν πιο προηγμένη τεχνολογία και σχεδιασμό, είπε ο Μπαρμπάντε.