Geoștiințe - călătorie în timp în permafrost - cunoaștere

Știri actuale în Süddeutsche Zeitung

cunoaștere

Bord

economie

Munchen

Cultură

societate

Cunoştinţe

Geoștiințe: călătoria în timp în permafrost

Deschideți imaginea într-o pagină nouă

Craterul Batagaika din Yakutia pe o fotografie aeriană din 2014. De atunci, marginile s-au destrămat semnificativ.

(Foto: NEFU/picture alliance/AP Photo)

  • În ultimele decenii, s-a format un crater neobișnuit de adânc în mijlocul Taiga din Yakutia.
  • Sute de mii de ani de istorie climatică pot fi citite din ea.
  • Datele ar putea fi, de asemenea, importante pentru modelele climatice actuale.

Era vara anului 2017 când geo-științificul Thomas Opel stătea în fața unei stânci înalte de 55 de metri care se ridica aproape vertical spre cer. Se trosnește, se scurge, se zgârie, zi și noapte. Dintr-o dată, un zgomot puternic: Un alt bloc puternic de pământ înghețat a ieșit din poarta către lumea interlopă, așa cum se numește adesea uriașul crater al Batagaika din Siberia. Opel folosește o ferăstrău cu lanț pentru a tăia un pătrat cu lățimea mâinii de la perete. Este un loc periculos de lucru; în orice moment un alt bloc de pământ s-ar putea desprinde și ar putea cădea peste el. Dar probele pe care le ia din gheață sunt prețioase: conțin sedimente vechi de mii de ani, o arhivă climatică unică. Cu ajutorul său, cercetătorii speră să poată evalua mai bine dinamica climatului mondial - pentru a face predicții mai precise despre evoluțiile viitoare.

În aprilie a acestui an, Thomas Opel s-a întors la misteriosul crater de prăbușire cu un grup de expediție din filiala Potsdam a Institutului Alfred Wegener pentru cercetări polare și marine. În Siberia este încă iarna târziu, noaptea temperaturile scad până la minus 30 de grade Celsius. În această perioadă a anului este destul de sigur să lucrați pe peretele înghețat din stâncă.

Bazinul neobișnuit de adânc, cu o lățime de aproximativ un kilometru, s-a format doar în mijlocul taigei în ultimele două-trei decenii, lângă micul oraș Batagai din Yakutia. De cinci ani face furori în știință. Originea acestei formațiuni a fost inițial nedumeritoare. Apoi s-a dovedit că prăbușirea a fost cauzată de oameni: Când a fost pus un drum pentru a explora o mină de tablă, vehiculele cu șenile au rulat pe vegetația de protecție. Ca urmare, mai multă radiație solară a pătruns în solul de permafrost; încălzirea globală a făcut restul.

Permafrostul arctic s-a înmuiat deja la fel de mult cum s-a prevăzut pentru sfârșitul acestui secol. Topirea accelerează schimbările climatice.

De Hanno Charisius

S-au format lacuri mici, permafrostul a început să se dezghețe și gheața și zăpada s-au scurs ca apă topită. În cele din urmă, pământul drenat s-a prăbușit. Astfel de depresiuni termocarstice nu sunt neobișnuite, dar niciuna nu este la fel de mare ca craterul Batagaika.

Când Thomas Opel s-a întors în Siberia în primăvară, a văzut imediat schimbările

Batagaika este la doar 60 de kilometri de cea mai rece regiune din emisfera nordică. Cercetătorii sunt îngrijorați că și acolo schimbările climatice au un impact atât de puternic. Permafrostul acoperă un sfert din toate masele terestre din emisfera nordică; dezghețarea acestuia amenință infrastructura și întreaga existență în regiunile mari. În plus, la decongelare, pot fi eliberate cantități mari de gaz metan puternic climatic, ceea ce accelerează și mai mult încălzirea globală. Abia recent, cercetătorii au descoperit că solul de permafrost din anumite părți ale Canadei s-a înmuiat atât de mult cât era de așteptat doar pentru anul 2090.

Când Thomas Opel a inspectat craterul din Siberia în această primăvară, a văzut imediat schimbările enorme de la ultima sa vizită. Imaginile prin satelit i-au confirmat impresia: În unele zone, peretele pierde în jur de 20 de metri grosime în fiecare an. „Am fost impresionat de viteza eroziunii”, spune Opel, „dar și de faptul că brusc am văzut în fața mea sedimente și gheață vechi de mii de ani”. Din nou a reușit să câștige câteva zeci de blocuri de probă; acestea sunt în prezent examinate în laboratorul Potsdam al Institutului Alfred Wegener.

Variații în topirea zăpezii

Iarna, la temperaturi sub minus 40 de grade Celsius, pământul înghețat se rupe, deoarece solul de permafrost se contractă pe măsură ce se răcește. Acest lucru creează crăpături verticale de îngheț de până la cinci centimetri lățime. Când zăpada se dezgheță la suprafață primăvara, apa topită pătrunde în deschideri și îngheță imediat din nou. Acest proces se repetă an de an, cu golurile de obicei rupându-se din nou la mijloc. De-a lungul anilor, o pană în formă de V crește în pământ, care poate avea o lățime de câțiva metri și ajunge până la 30 de metri adâncime în pământ. Cele mai tinere vene de gheață se află în interiorul penei, cele mai în vârstă și mai în vârstă spre margini. În acest fel, se creează o arhivă de mediu care se poate întinde cu sute de mii de ani în urmă.

Odată cu apa, materialul organic pătrunde în crăpături și se păstrează acolo: polen, părți ale plantelor, resturi de fecale animale. Pe baza unor astfel de urme, vârsta venelor de gheață poate fi determinată prin datarea cu carbon. În Siberia nu există aproape nici un fel de ghețari sau calote de gheață, cum ar fi în Groenlanda, în care ați putea să găuriți pentru a obține informații despre dezvoltarea timpurie a climei.

Acesta este motivul pentru care pene de gheață la care puteți ajunge sunt atât de importante pentru cercetare. Oamenii de știință au găsit deja pene de gheață vechi de până la 60.000 de ani, de exemplu în Peninsula Bykowski din estul Siberiei. Probele de pană de gheață din craterul Batagaika ar putea fi semnificativ mai vechi: „Se întorc cu cel puțin 200.000 de ani în urmă”, spune Opel. Aceasta înseamnă că gheața a supraviețuit deja perioadei calde Eem cu aproximativ 125.000 de ani în urmă, ultima perioadă caldă înainte de cea actuală, Holocenul. În sudul Canadei, o pană de gheață protejată de depozite vulcanice a fost datată chiar cu 700.000 de ani înainte de Era comună.

O mare cantitate de mercur s-a acumulat în solurile de permafrost din Arctica de-a lungul a mii de ani. Acum subteranul se dezgheță - iar metalul toxic ajunge în lanțul trofic.

De la Susanne Götze

Thomas Opel iubește peisajul din Siberia. Când soarele strălucește peste tundră acolo la sfârșitul verii, în lumina ireal de limpede se simte ca la sfârșitul lumii. Dar călătoria merită și din punct de vedere științific: „Pot explora ceva complet nou acolo, care este foarte complex și pe care încă nu îl înțelegem pe deplin”, spune el.

Verile au devenit din ce în ce mai reci de-a lungul mileniilor. Dar ce zici de ierni?

Calculele anterioare efectuate de paleontologi arată că temperaturile globale au scăzut continuu în ultimii 8.000 de ani până în secolul al XIX-lea. Acest lucru este de acord cu scăderea radiației solare, care este cauzată de parametrii astronomici, cum ar fi o înclinație mai puternică a axei terestre.

Aceasta este baza ipotezei că Pământul se apropia de fapt de o nouă eră glaciară - până când încălzirea provocată de om a început în secolul trecut. Dar datele de măsurare cunoscute arată în esență doar imaginea de vară. Pene de gheață, pe de altă parte, stochează informații despre iarnă. Pentru a putea trage concluzii despre condițiile de mediu, Thomas Opel și colegii săi investighează modul în care raportul dintre izotopul de oxigen greu O-18 și O-16 ceva mai ușor s-a schimbat de-a lungul mileniilor în pene de gheață.

În general, cu cât O-18 mai puțin în gheață, cu atât era mai rece. Pentru prima dată, temperaturile de iarnă clar datate ar putea fi determinate din permafrostul siberian. „În ultimii 7.000 de ani, iernile din Delta Lenei au devenit continuu mai calde - o dezvoltare pe care cu greu am văzut-o în nicio altă arhivă climatică arctică”, spune colegul Opel Hanno Meyer. Direcția opusă tendinței - mai rece vara, dar mai caldă iarna - a fost dificil de dovedit până acum.

Oamenii de știință nu pot spune încă cu câte grade Celsius variază temperaturile, deoarece nu există încă o calibrare fiabilă a raporturilor izotopice în pene de gheață pe profilul de temperatură. "Avem nevoie de o mai bună înțelegere a procesului. Sub ce influențe intră semnalul de iarnă în pană de gheață și este fixat acolo?" întreabă Meyer.

"De aceea, ne-am uitat mai atent la cele mai recente variații ale zăpezii și topirii zăpezii din ultimii ani." În acest fel, cercetătorii speră să poată interpreta mai bine datele din trecut - și astfel să obțină date de temperatură care pot fi apoi încorporate în modelele climatice actuale. Prezentul este cheia trecutului, care la rândul său permite un prognostic pentru viitor.