Τα αποθέματα σπηλαίου δείχνουν έναν απότομο μετασχηματισμό του permafrost τα τελευταία 400.000 χρόνια

Ερευνητές από τις Ηνωμένες Πολιτείες και τον Καναδά βρήκαν στοιχεία σε αποθέματα ορυκτών από σπηλιές στον Καναδά ότι η απόψυξη του permafrost συνέβη πριν από 400.000 χρόνια, σε θερμοκρασίες που δεν ήταν θερμότερες από αυτές που είναι σήμερα. Αλλά δεν βρήκαν στοιχεία που να αποδεικνύουν ότι η τήξη προκαλεί τα αναμενόμενα επίπεδα διοξειδίου του άνθρακα που είναι αποθηκευμένα στο παγωμένο έδαφος. Πίστωση: Jeremy Shacon, Boston College

Σχεδόν το ένα τέταρτο του εδάφους στο Βόρειο Ημισφαίριο, το οποίο είναι περίπου 9 εκατομμύρια τετραγωνικά μίλια, καλύπτεται από μόνιμο πάγωμα – έδαφος, ιζήματα και βράχους που έχουν παγώσει στερεά για χρόνια κάθε φορά. Τεράστιες περιοχές του permafrost μπορούν να βρεθούν στην Αλάσκα, τη Σιβηρία και την Αρκτική του Καναδά, όπου οι θερμοκρασίες συνεχούς ψύξης έχουν διατηρήσει τον άνθρακα, με τη μορφή αποσυνθέτοντας κομμάτια φυτών και ζώων, κλειδωμένα στο έδαφος.


Οι επιστήμονες εκτιμούν ότι περισσότερα από 1.400 gigatons άνθρακα είναι παγιδευμένα στη Γη Περμαφρόστ. Καθώς αυξάνονται οι παγκόσμιες θερμοκρασίες και λιώνει το παγερό, αυτή η παγωμένη δεξαμενή θα μπορούσε να εισχωρήσει στην ατμόσφαιρα με τη μορφή διοξειδίου του άνθρακα και μεθανίου, ενισχύοντας σημαντικά την κλιματική αλλαγή. Ωστόσο, δεν είναι γνωστά πολλά για τη σταθερότητα του permafrost, σήμερα ή στο παρελθόν.

Τώρα, γεωλόγοι στο MIT, Boston College και αλλού έχουν ανακατασκευάσει την ιστορία του permafrost τα τελευταία 1,5 εκατομμύρια χρόνια. Οι ερευνητές ανέλυσαν τα αποθέματα σπηλαίων σε τοποθεσίες σε ολόκληρο τον δυτικό Καναδά και βρήκαν στοιχεία ότι το permafrost, μεταξύ 1,5 εκατομμυρίου και 400.000 ετών πριν, ήταν ευάλωτο σε απόψυξη, ακόμη και σε υψηλά πολικά γεωγραφικά πλάτη. Έκτοτε, ωστόσο, το permafrost περιορίζεται σε υπο-αρκτικές περιοχές.

Τα αποτελέσματα δημοσιεύτηκαν στις Επιστήμη προχωρά, Υποδεικνύει ότι το μόνιμο πάγωμα του πλανήτη έχει μετατραπεί σε μια πιο σταθερή κατάσταση τα τελευταία 400.000 χρόνια, και ήταν λιγότερο πιθανό να αποψυχθεί από τότε. Σε αυτήν την πιο σταθερή κατάσταση, το permafrost πιθανότατα θα είχε διατηρήσει μεγάλο μέρος του άνθρακα που είχε συσσωρευτεί κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, και είχε ελάχιστες πιθανότητες να το απελευθερώσει σταδιακά.

“Η σταθερότητα τα τελευταία 400.000 χρόνια μπορεί να λειτουργήσει εναντίον μας, καθώς επέτρεψε στον άνθρακα να συσσωρεύεται σταθερά στο permafrost κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου. Η τήξη τώρα μπορεί να οδηγήσει σε πολύ μεγαλύτερες εκπομπές άνθρακα στην ατμόσφαιρα από ό, τι στο παρελθόν”, λέει η μελέτη. Συν-συγγραφέας David McGee, Αναπληρωτής Καθηγητής στο Τμήμα Γης, Ατμοσφαιρικών και Πλανητικών Επιστημών στο MIT.

Οι συν-συγγραφείς του McKee είναι οι Ben Hardt και Irit Tal του Τεχνολογικού Ινστιτούτου της Μασαχουσέτης. Nicole Piller Celander, Jeremy Shakon και Corinne Wong στο Boston College. Alberto Reyes από το Πανεπιστήμιο της Αλμπέρτα. Bernard Lauriol από το Πανεπιστήμιο της Οτάβα Και ο Derek Ford στο Πανεπιστήμιο McMaster.

Θέρμανση σωρών

Οι περίοδοι προηγούμενης θέρμανσης είναι περίοδοι μεταξύ των εποχών του πάγου ή περίοδοι μεταξύ των παγκόσμιων εποχών του πάγου. Αυτά τα γεωλογικά μικρά παράθυρα μπορούν να θερμάνουν το πάγωμα αρκετά ώστε να λιώσουν. Σημάδια από την απόψυξη της αρχαίας απόψυξης παρατηρούνται σε σταλαγμίτες και άλλα αποθέματα ορυκτών που αφήνονται πίσω καθώς το νερό κινείται πέρα ​​από το έδαφος και σε σπηλιές. Αυτά τα σπήλαια, ειδικά σε υψηλά πολικά γεωγραφικά πλάτη, είναι συχνά απομακρυσμένα και απρόσιτα, και ως εκ τούτου, λίγα είναι γνωστά για την ιστορία του permafrost και της προηγούμενης σταθερότητάς του σε θερμά κλίματα.

Ωστόσο, το 2013, ερευνητές στο Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης μπόρεσαν να δοκιμάσουν ιζήματα σπηλαίου από διάφορες τοποθεσίες σε όλη τη Σιβηρία. Η ανάλυσή τους έδειξε ότι η απόψυξη permafrost ήταν ευρέως διαδεδομένη στη Σιβηρία πριν από 400.000 χρόνια. Από τότε, τα αποτελέσματα έχουν δείξει σημαντική μείωση στην περιοχή απόψυξης permafrost.

Ο Chacon και ο Belair Silander αμφισβήτησαν εάν η τάση για πιο σταθερά permafrosts ήταν παγκόσμια τάση και ανυπομονούσε για παρόμοιες μελέτες στον Καναδά για την ανασυγκρότηση της ιστορίας της permafrost εκεί. Συνδέθηκαν με πρωτοπόρους επιστήμονες σπηλαίων Lauriol και Ford, οι οποίοι παρείχαν δείγματα ιζημάτων σπηλαίου που συνέλεξαν με την πάροδο των ετών από τρεις διαφορετικές παγωμένες περιοχές: τους νότιους καναδικούς βράχους, το εθνικό πάρκο Nahani στα βορειοδυτικά εδάφη και το βόρειο Yukon.

Συνολικά, η ομάδα έλαβε 74 δείγματα σπηλαίων, ή τμημάτων σταλαγμιτών, σταλακτιτών και ρέοντων λίθων, από τουλάχιστον πέντε σπηλιές σε κάθε περιοχή, που αντιπροσωπεύουν διαφορετικά βάθη σπηλαίου, γεωμετρία και παγετώδη ιστορία. Κάθε δειγματοληπτικό σπήλαιο βρίσκεται σε εκτεθειμένους βράχους που ήταν πιθανότατα τα πρώτα μέρη του τοπίου permafrost να λιώσουν καθώς αυξάνονται οι θερμοκρασίες.

Τα δείγματα μεταφέρθηκαν αεροπορικώς στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης, όπου ο McGee και το εργαστήριό του χρησιμοποίησαν γεωλογικές τεχνικές ακριβούς χρόνου για να προσδιορίσουν τις ηλικίες των στρωμάτων κάθε δείγματος, με κάθε στρώμα να αντικατοπτρίζει την περίοδο απόψυξης permafrost.

«Όλα τα speleothems κατατέθηκαν με την πάροδο του χρόνου όπως στοιβάζονται κώνους κυκλοφορίας», λέει ο McGee. “Ξεκινάμε με τα εξωτερικά στρώματα και νεότερα μέχρι την τελευταία στιγμή της απόψυξης permafrost.”

Αρκτική μετατόπιση

Ο McGee και οι συνάδελφοί του χρησιμοποίησαν τεχνικές χρονικής γεωλογίας ουρανίου / θορίου για να χρονολογήσουν τα επίπεδα κάθε σπηλαίου. Η τεχνική γνωριμιών βασίζεται στη φυσική αποσύνθεση του ουρανίου στο ισότοπο της κόρης του, το θόριο-230 και στο γεγονός ότι το ουράνιο είναι διαλυτό στο νερό, ενώ το θόριο είναι αδιάλυτο.

“Στα βράχια πάνω από το σπήλαιο, καθώς το νερό διαπερνά, το ουράνιο συσσωρεύεται και αφήνει το θόριο πίσω”, εξηγεί ο McGee. «Μόλις αυτό το νερό φτάσει στην επιφάνεια των σταλαγμιτών και καθιζάνει στο χρόνο μηδέν, έχετε ουράνιο και όχι θόριο. Στη συνέχεια, το ουράνιο σταδιακά αποσυντίθεται και παράγει θόριο.»

Η ομάδα διάτρησε μικρές ποσότητες κάθε δείγματος και το διάλυσε με διάφορα χημικά βήματα για την απομόνωση του ουρανίου και του θορίου. Στη συνέχεια έτρεξαν τα δύο στοιχεία μέσω ενός φασματόμετρου μάζας για να μετρήσουν τα μεγέθη τους, την αναλογία που χρησιμοποιούσαν για τον υπολογισμό της ηλικίας ενός συγκεκριμένου στρώματος.

Μέσω της ανάλυσής τους, οι ερευνητές σημειώνουν ότι δείγματα που συλλέχθηκαν από το Yukon και τις πιο απομακρυσμένες βόρειες τοποθεσίες φέρουν δείγματα ηλικίας τουλάχιστον 400.000 ετών, δείχνοντας Απόψυξη Permafrost Δεν έχει συμβεί σε αυτές τις τοποθεσίες από τότε.

“Ίσως υπήρχε ρηχά ΤήξηΌμως, όσον αφορά ολόκληρο το βράχο παραπάνω σπήλαιο Δεν συνέβη σε 400.000 χρόνια και ήταν πιο συνηθισμένο πριν από αυτό », λέει ο McGee.

Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι το παγερό της Γης ήταν πολύ λιγότερο σταθερό πριν από 400.000 χρόνια πριν και ήταν πιο πιθανό να ξεπαγώνει, ακόμη και κατά τη διάρκεια Διακλαδικές περίοδοι Όταν τα επίπεδα θερμοκρασίας και διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα ήταν ισοδύναμα με τα σύγχρονα επίπεδα, έδειξαν και άλλες εργασίες.

“Για να δούμε αυτά τα στοιχεία για μια πολύ λιγότερο σταθερή πολική περιοχή πριν από 400.000 χρόνια, προτείνεις ότι ακόμη και υπό παρόμοιες συνθήκες, η Αρκτική θα μπορούσε να είναι ένα πολύ διαφορετικό μέρος”, λέει ο McGee. “Μου θέτει ερωτήματα για το γιατί η Αρκτική μετατοπίζεται σε αυτήν την πιο σταθερή κατάσταση και τι θα μπορούσε να την προκαλέσει να βγει από αυτήν”.


Η Αρκτική χωρίς θαλάσσιο πάγο καθιστά το permafrost ευάλωτο στην απόψυξη


περισσότερες πληροφορίες:
“Αύξηση της σταθερότητας του Pleistocene permafrost και του κύκλου άνθρακα που προέρχονται από καναδικά speleothems” Επιστήμη προχωρά (2021). advances.sciencemag.org/lookup….1126 / sciadv.abe5799

το απόσπασμα: Τα ιζήματα των σπηλαίων δείχνουν ξαφνικό μετασχηματισμό των παγετώνων τα τελευταία 400.000 χρόνια (2021, 28 Απριλίου) Ανακτήθηκε στις 28 Απριλίου 2021 από https://phys.org/news/2021-04-cave-deposits-shift-permafrost-years .html

Αυτό το έγγραφο υπόκειται σε πνευματικά δικαιώματα. Ανεξάρτητα από οποιαδήποτε δίκαιη μεταχείριση για σκοπούς ιδιωτικής μελέτης ή έρευνας, κανένα μέρος δεν μπορεί να αναπαραχθεί χωρίς γραπτή άδεια. Το περιεχόμενο παρέχεται μόνο για ενημερωτικούς σκοπούς.

READ  Τα αντισυλληπτικά χάπια μειώνουν τον κίνδυνο ορισμένων καρκίνων

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *