Pesquisadores identificerede, at planeten Terra gennemgik betydelig afkøling for tre millioner år siden, selv med et beskedent fald i drivhusgasniveauer. Opdagelsen skete efter detaljeret analyse af isprøver taget fra det antarktiske kontinent. De nye data modsiger tidligere modeller kun baseret på marine sedimenter. Undersøgelsen giver den tidligste registrerede direkte måling af den kemiske sammensætning af Jordens atmosfære, hvilket sætter en ny præcedens for klimavidenskab.
De detaljerede resultater er en del af to videnskabelige artikler publiceret i tidsskriftet Nature. Arbejdet involverede eksperter fra Centro, Exploração, Gelo Mais Antigo, et initiativ knyttet til Universidade Estadual, Oregon. Prøverne blev indsamlet i regionen kendt som Allan Hills, placeret på kanten af den østlige indlandsis af Antártida. Materialet gjorde det muligt for forskere at observere en geologisk periode, hvor de globale temperaturer var betydeligt højere end i dag.
Bevaret luft Bolhas afslører sammensætningen af gammel atmosfære
Indlandsisens dynamik i Allan Hills forårsager fysiske forvrængninger i den frosne struktur. Esse konstant bevægelse bringer blokke fra forskellige geologiske perioder tættere på overfladen og bryder den traditionelle lineære sekvens af akkumulering. Pequenas luftbobler bliver fanget i disse strukturer under frysningsprocessen. Materialet fungerer som en intakt tidskapsel.
Julia Marks-Peterson, Universidade Estadual-forsker af Oregon, ledede den første del af den videnskabelige undersøgelse. Anden etape blev koordineret af Sarah Shackleton, lærer på Instituição Oceanográfica Woods Hole. Holdet brugte avancerede ekstraktionsteknikker for at få adgang til de fangede gasser uden at forurene de originale prøver.
Direkte registreringer af drivhusgasser nåede en maksimal grænse på 800 tusind år indtil offentliggørelsen af denne undersøgelse. Ed Brook, direktør for forskningscentret, forklarede, at den nye metode drastisk udvider evnen til at observere tidligere klima. Finansieringen af Fundação Nacional af Ciência af Estados Unidos gjorde ekspeditioner i Antarktis territorium mulige.
Resfriamento af havene nåede op til to en halv grad i perioden
Måling af havets temperatur krævede analyse af ædelgasser indeholdt i gamle bobler. Indikatorer indikerer, at det globale vand afkøles med mellem 2 og 2,5 grader Celsius under klimaomstillingen. Det termiske fald opstod brat i begyndelsen af den analyserede periode. Fænomenet falder nøjagtigt sammen med dannelsen af de første store polare iskapper i Hemisfério Norte.
Overfladevandet opretholdt en gradvis afkølingshastighed indtil for omkring en million år siden. Oceanografer mener, at ændringer i varmeudvekslingen mellem dybe strømme og overfladen påvirkede dette kontinuerlige mønster. Tidligere forskningsmetoder var kun i stand til at vurdere isolerede maritime regioner. Den nye tilgang giver et samlet globalt billede af havets adfærd.
Planeten oplevede Plioceno-perioden før dette udbredte fald i globale temperaturer. Evidências fossiler bekræfter eksistensen af tætte skove i områder, der nu er dækket af sne, såsom Alasca og Groenlândia. Havniveauet fungerede også på niveauer, der var meget højere end nutidige rekorder. Linhas gamle kystlinjer identificeret på den nordamerikanske østkyst vidner om det større volumen af flydende vand i havene på det tidspunkt.
Níveis af drivhusgasser modsiger tidligere skøn
Kuldioxid forblev under 300 dele per million mærket i det meste af det undersøgte område. Indikatoren nåede cirka 250 ppm for 2,7 millioner år siden, og lider af en reduktion på kun 20 ppm i løbet af de næste millioner år. Metan viste fortsat stabilitet i intervallet 500 ppm. Nuværende tal fremhæver en helt anden atmosfærisk virkelighed. Administração Nacional Oceânica og Atmosférica registrerede gennemsnit på 425 ppm for CO2 og 1.935 ppb for metan sidste år.
Direkte målinger taget fra isen har afsløret en fejl i gamle skøn baseret på havsedimenter. Tidligere modeller foreslog meget højere koncentrationer af kulstof i Pliocenos atmosfære. Den tekniske uoverensstemmelse forstærker behovet for at søge direkte fysiske registreringer for at kalibrere klimaprojektionssystemer.
- Luftbobler giver den nøjagtige kemiske sammensætning af atmosfæren uden ekstern interferens.
- Koncentrationen af ædelgasser fungerer som et nøjagtigt termometer for havvand.
- Afkølingen af Terra skete uafhængigt af det kraftige fald i kuldioxid.
- Krydsreferencer fra glaciale data med fossile optegnelser validerer resultaterne om Plioceno.
Yderligere Fatores forklarer ændringer i Jordens klima
Fraværet af en direkte sammenhæng mellem faldet i kulstof og global afkøling omdirigerede undersøgelsens fokus. Refleksionen af Jordens overflade spillede en afgørende rolle for temperaturændringer. Udvidelsen af områder dækket af is øgede mængden af solstråling, der reflekteres ud i rummet. Modificações i fordelingen af kontinental vegetation ændrede også varmeabsorptionen.
Dynamikken i havcirkulationen virkede i forbindelse med ændringer i overfladen. Forskere understreger, at drivhusgasser kun repræsenterer én del af planetens komplekse klimamekanisme. Kortlægning af disse ældgamle interaktioner hjælper med at forstå, hvordan forskellige naturlige komponenter reagerer under varmestress.
Novas-ekspeditioner søger efter prøver seks millioner år gamle
Den vellykkede boring ved Allan Hills satte skub i planlægningen af nye udforskningsmissioner. Glaciologer har identificeret potentielt ældre isformationer fanget ved bunden af dybe klippekerner. Det tekniske team er allerede begyndt på den foreløbige analyse af dette nyopdagede materiale. Forbedringen af ekstraktionsudstyr giver adgang til lag, der tidligere blev anset for uopnåelige.
Programa Antártico af Estados Unidos giver al den nødvendige logistiske infrastruktur til feltarbejde under ekstreme vejrforhold. Det indsamlede materiale transporteres under streng nedkøling til Instalação af Núcleos af Gelo, der ligger i byen Denver, i staten Colorado. Den fysiske samling forbliver under specialiseret kuration for at garantere prøvernes integritet i årtier. Det centrale mål for de næste videnskabelige kampagner involverer at lokalisere og udvinde is op til seks millioner år gammel.