Verdenshistorie på is

Udefra ser opbevaringsskuret på University of New Hampshire (UNH) campus i Durham upåfaldende nok ud - en standard hvid 48 x 12 fods kasse. Det ser heller ikke så bemærkelsesværdigt ud indefra, der rummer et par elektriske stiksave og stativer, der rummer tusindvis af cylindriske dåser fyldt med is. Dette er dog ikke dit gennemsnitlige isskab. Den indeholder alle stykkerne af en to-mile-strimmel is, der er boret fra en massiv indlandsis i Grønland. Desuden rummer denne is vitale data om jordens klima gennem de sidste 250.000 år og tilbyder den mest detaljerede optegnelse endnu af de sidste 110.000 år af vores planets historie.

På nogle måder fortæller iskapperne os mere om, hvordan miljøet var på nordlige breddegrader for 100.000 år siden, end vi kan lære om 1700- og 1800-tallet fra menneskelige optegnelser, siger Paul Mayewski, direktør for istidsforskning ved UNH og chefforsker for Grønlands Indlandsis Projekt To (GISP2). Disse skriftlige optegnelser består hovedsageligt af temperaturaflæsninger, men vi kan bruge isen til at analysere 45 forskellige variabler.

Denne historie var en del af vores udgave fra juli 1997

• Se resten af ​​problemet
• Abonner

Mayewski betragter iskapperne som en tidsmaskine, der ikke kun fortæller os om jordens historie, herunder virkningerne af hundredvis af vulkanudbrud, men også om menneskets historie. Dette frosne depot giver en mængde information til både jordforskere og arkæologer.

Hvordan kan de udtrække så meget information fra almindelige isklumper? De grønlandske iskapper er sammensat af sne, der falder til jorden og transporterer forbindelser fra luften, herunder kemikalier, metaller, støv, endda radioaktivt nedfald. Sneen hober sig op lag for lag, år efter år, og fanger disse stoffer. Tryk fra den akkumulerende sne skaber til sidst is, og bobler, der dannes i isen, lukker små prøver af atmosfæren. I laboratorier på UNH og andre steder kan forskere præcist identificere de årlige lag i is-lignende ringene i en træstamme - for at bestemme atmosfærens sammensætning på det tidspunkt.

Grønlands frosne arkiver rummer bemærkelsesværdige rester af industrivirksomhed gennem tiderne. For eksempel viser optegnelsen, at den tidligste forurening i stor skala startede for omkring 2.500 år siden og fortsatte i de næste 800 år - resultatet af minedrift og smeltning af bly og sølv i den græske og romerske epoke. Faktisk steg blyforureningen i den periode til fire gange det naturlige baggrundsniveau, ifølge Claude Boutron, en fransk videnskabsmand, hvis hold studerede isstykker fra en parallel prøvetagningsindsats, European Greenland Ice-Core Project.

Andre fund tyder på, at Romerrigets tilbagegang blev efterfulgt af et støt fald i blyforurening: blykoncentrationerne i iskernerne faldt i middelalderen og oversteg ikke det romerske niveau før starten af ​​den industrielle revolution. En endnu kraftigere stigning skete i det tyvende århundrede, da blykoncentrationerne steg til omkring 200 gange det naturlige (før-græske og romerske) niveau, formodentlig hovedsageligt på grund af introduktionen af ​​blyadditiver til benzin.

Andre kemikalier har også vist en dramatisk stigning. Ifølge iskernedataene steg atmosfæriske koncentrationer af kuldioxid næsten 30 procent, metankoncentrationer mere end fordoblet, og koncentrationer af sulfat (et biprodukt af kulforbrænding) er omtrent tredoblet siden begyndelsen af ​​den industrielle revolution.

Nye forurenende stoffer begyndte at dukke op i Grønland i slutningen af ​​1950'erne - radioaktivt strontium-90 og cæsium-137, nedfald primært fra amerikanske, sovjetiske og britiske nukleare testprogrammer. Dette nedfald nåede et højdepunkt i 1963 og faldt derefter med underskrivelsen af ​​den atmosfæriske testforbudstraktat senere samme år, siger Jack Dibb, en UNH-forsker i Glacier Research Group. Vi ser stadig små bump i 1970'erne og 80'erne fra test fra kineserne, franskmændene og måske nogle andre, vi ikke kender til. Mere radioaktivt affald i form af cæsium-134 og 137 drev til Grønland i maj 1986 takket være Tjernobyl-atomulykken i Ukraine. Denne radioaktive sky aflejrede isotoper i Antarktis is, hvilket tyder på, at hele planeten var forurenet af kernenedsmeltningen.

Men historien, isen fortæller, er ikke helt dårlig. Koncentrationen af ​​vigtige forurenende stoffer (herunder bly), der når Grønland, er faktisk faldet siden vedtagelsen af ​​U.S. Clean Air Act i 1970 og den efterfølgende begrænsning af emissioner. Alligevel har niveauerne af kuldioxid og metan, begge drivhusgasser, i løbet af de mere end 100.000 år, disse iskerner spænder over, aldrig været højere, end de er i dag, siger Martin Wahlen, fysiker ved Scripps Institute of Oceanography, og omfanget af denne menneskeskabte forandring er virkelig bemærkelsesværdig. Med hensyn til kuldioxid- og metankoncentrationer, siger han, har menneskeheden medført en ændring af nogenlunde samme størrelsesorden som den, der naturligt forekommer mellem istid og mellemistid. Mens dette naturlige skift fandt sted i løbet af titusinder af år, skete den menneskeskabte forandring imidlertid inden for de sidste par århundreder.

En af de største overraskelser, der dukker op fra GISP2-projektet, er opdagelsen af ​​hurtige klimaændringer, der sker inden for en tidsramme på årtier eller mindre. Vi har vist, ved mindst otte separate lejligheder, at klimaændringer er sket brat, mens civilisationer udviklede sig i de sidste flere tusinde år, siger Mayewski. Disse ændringer kan bringe mennesker, der lever i ekstreme miljøer - enten meget kolde eller tørre - i fare. Hvis du bor i et marginalt område som dette, kan en lille ændring i temperatur eller fugt sætte dig ud af drift.

Mayewski og Yale arkæolog Harvey Weiss har for eksempel fundet en overraskende sammenhæng mellem en klimatisk begivenhed i 2.200 f.Kr., som resulterede i ekstrem tørke fra Europa til Indien, og sammenbruddet af det mesopotamiske imperium, som var baseret nær en ørkenregion i det, der er nu Irak. Det betyder ikke, at klimaforandringerne var den eneste faktor, men det spillede nok en rolle, siger Mayewski.

Mayewski gik sammen med arkæolog Tom McGovern fra Hunter College og andre for at undersøge et lignende mangeårigt mysterium vedrørende forsvinden af ​​nordiske bosættere i det vestlige Grønland begyndende i midten af ​​1300-tallet. Kerneregistreringerne indikerer en rigtig kold vinter omkring år 1350 og en række gradvist koldere somre, siger McGovern. Den værste nyhed for disse mennesker ville have været en række kolde somre, som ville have reduceret en allerede kort vækstsæson, og det er præcis, hvad der skete. Klimaet, tilføjer han, har altid været mistænkt for at spille en rolle i at udslette bebyggelsen, men vi havde brug for de nye iskernedata, som har en opløsning på skalaen af ​​individuelle år og årstider, for virkelig at fastlægge det.

McGovern håber dernæst at finde ud af, om de udbredte uddøde af mastodonter, uldne mammutter og andre dyr for 10.000 år siden i slutningen af ​​Pleistocæn-æraen hovedsageligt skyldtes klimaændringer eller menneskelig prædation. Der har været en voldsom debat inden for arkæologi i årevis, og de grønlandske data kan endelig hjælpe os med at løse det.

Mayewski forventer, at fremtidige undersøgelser vil vise mange andre sammenhænge mellem klimabegivenhederne afsløret i iskapperne og store vendepunkter i menneskehedens historie. Det næste skridt, siger han, er at producere iskerner fra andre dele af verden - derfor et dybdeboringsprogram, der begyndte sidste år i Antarktis. GISP2-samarbejdspartnerne er også begyndt at sammenligne iskernedataene med tilsvarende klimarekorder opnået fra træringe, søsedimenter og koraller.

Nøglen er ikke kun at samle dataene, siger McGovern - Du er virkelig nødt til at bringe folk sammen for at danne forskellige teams, og samarbejder af denne art mellem klimatologer, arkæologer, palæontologer og historikere åbner et helt nyt område med et enormt potentiale. Med hensyn til at udnytte mængden af ​​information, der er låst dybt i verdens iskapper, tilføjer Mayewski, at vi kun er begyndt at ridse overfladen.

skjule