Οι αποθέσεις σπηλαίου δείχνουν εκπληκτική αλλαγή στο permafrost τα τελευταία 400.000 χρόνια

Ερευνητές από τις Ηνωμένες Πολιτείες και τον Καναδά έχουν βρει στοιχεία σε αποθέματα ορυκτών από σπηλιές στον Καναδά ότι η απόψυξη του permafrost συνέβη μόλις 400.000 χρόνια πριν, σε θερμοκρασίες μόλις θερμότερες από σήμερα. Αλλά δεν βρήκαν στοιχεία που να αποδεικνύουν ότι η απόψυξη προκάλεσε την απελευθέρωση των προβλεπόμενων επιπέδων διοξειδίου του άνθρακα που είναι αποθηκευμένα στο παγωμένο έδαφος. Πίστωση: Jeremy Shakun, Boston College

Σχεδόν το ένα τέταρτο της γης στο βόρειο ημισφαίριο, που καλύπτει μια έκταση περίπου 9 εκατομμυρίων τετραγωνικών μιλίων, καλύπτεται από permafrost – έδαφος, ιζήματα και βράχους κατεψυγμένα για χρόνια κάθε φορά. Στην Αλάσκα, τη Σιβηρία και την Αρκτική του Καναδά εντοπίζονται τεράστιες δέσμες από permafrost, όπου οι επίμονες θερμοκρασίες κατάψυξης έχουν διατηρήσει τον άνθρακα, με τη μορφή τεμαχίων φυτών και ζώων που αποσυντίθενται, κλειδωμένα στο έδαφος.


Οι επιστήμονες εκτιμούν ότι περισσότερα από 1.400 gigatons άνθρακα είναι παγιδευμένα στη Γη permafrost. Καθώς οι παγκόσμιες θερμοκρασίες αυξάνονται και ξεπαγώνονται, αυτή η παγωμένη δεξαμενή θα μπορούσε ενδεχομένως να διαφύγει στην ατμόσφαιρα ως διοξείδιο του άνθρακα και μεθάνιο, ενισχύοντας δραματικά την κλιματική αλλαγή. Ωστόσο, λίγα είναι γνωστά για τη σταθερότητα του permafrost σήμερα ή στο παρελθόν.

Σήμερα, γεωλόγοι στο MIT, Boston College και αλλού έχουν συγκεντρώσει την ιστορία του permafrost τα τελευταία 1,5 εκατομμύρια χρόνια. Οι ερευνητές ανέλυσαν τα αποθέματα σπηλαίων σε μέρη του δυτικού Καναδά και βρήκαν στοιχεία ότι μεταξύ 1,5 εκατομμυρίου και 400.000 ετών πριν, το permafrost υπέστη απόψυξη, ακόμη και στα γεωγραφικά πλάτη της υψηλής Αρκτικής. Έκτοτε, ωστόσο, η απόψυξη του permafrost περιορίζεται σε υποαρκτικές περιοχές.

Τα αποτελέσματα, δημοσιεύθηκαν στο Επιστημονική πρόοδοςυποδηλώνουν ότι το permafrost του πλανήτη έχει μετακινηθεί σε μια πιο σταθερή κατάσταση τα τελευταία 400.000 χρόνια και ήταν λιγότερο ευαίσθητο στην απόψυξη από τότε. Σε αυτήν την πιο σταθερή κατάσταση, το permafrost πιθανότατα διατήρησε μεγάλο μέρος του άνθρακα που συσσωρεύτηκε κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, με λίγη ευκαιρία να το απελευθερώσει σταδιακά.

“Η σταθερότητα των τελευταίων 400.000 ετών μπορεί στην πραγματικότητα να λειτουργήσει εναντίον μας, καθώς επέτρεψε στον άνθρακα να συσσωρεύεται σταθερά στο permafrost κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου. Η τρέχουσα τήξη θα μπορούσε να οδηγήσει σε απελευθέρωση άνθρακα στην ατμόσφαιρα. Πολύ πιο σημαντικό από ό, τι στο παρελθόν “, δείχνει μια μελέτη. συν-συγγραφέας David McGee, αναπληρωτής καθηγητής στο Τμήμα Γης, Ατμοσφαιρικών και Πλανητικών Επιστημών στο MIT.

Οι συν-συγγραφείς της McGee είναι οι Ben Hardt και Irit Tal στο MIT. Nicole Biller-Celander, Jeremy Shakun και Corinne Wong του Boston College. Alberto Reyes του Πανεπιστημίου της Αλμπέρτα. Bernard Lauriol του Πανεπιστημίου της Οτάβα και ο Derek Ford του Πανεπιστημίου McMaster.

Συσσωρευμένη υπερθέρμανση

Οι περίοδοι της προηγούμενης θέρμανσης θεωρούνται περίοδοι μεταξύ των παγετώνων ή περίοδοι μεταξύ των παγκόσμιων εποχών του πάγου. Αυτά τα γεωλογικά μικρά παράθυρα μπορούν να θερμάνουν το πάγωμα αρκετά ώστε να το ξεπαγώσουν. Σημάδια της αρχαίας απόψυξης περμανάντ παρατηρούνται σε σταλαγμίτες και άλλα αποθέματα ορυκτών που αφήνονται πίσω καθώς το νερό κινείται μέσω του εδάφους και σε σπηλιές. Αυτά τα σπήλαια, ειδικά σε υψηλά γεωγραφικά πλάτη της Αρκτικής, είναι συχνά απομακρυσμένα και δύσκολα προσβάσιμα, και ως εκ τούτου, λίγα είναι γνωστά για την ιστορία του permafrost και της προηγούμενης σταθερότητάς του στα θερμαινόμενα κλίματα.

Ωστόσο, το 2013, ερευνητές στο Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης μπόρεσαν να δοκιμάσουν αποθέματα σπηλαίων από μερικά μέρη στη Σιβηρία. Η ανάλυσή τους δείχνει ότι η απόψυξη του permafrost ήταν ευρέως διαδεδομένη στη Σιβηρία πριν από 400.000 χρόνια πριν. Έκτοτε, τα αποτελέσματα έδειξαν ένα πολύ μειωμένο εύρος απόψυξης permafrost.

Ο Shakun και ο Biller-Celander αμφισβήτησαν εάν η τάση για πιο σταθερή permafrost είναι παγκόσμια, και προσπάθησαν να πραγματοποιήσουν παρόμοιες μελέτες στον Καναδά για την ανασυγκρότηση της ιστορίας του permafrost εκεί. Συνεργάστηκαν με πρωτοπόρους επιστήμονες σπηλαίων Lauriol και Ford, οι οποίοι παρείχαν δείγματα κοιτασμάτων σπηλιών που έχουν συλλέξει με την πάροδο των ετών σε τρεις διαφορετικές περιοχές permafrost: τους νότιους καναδικούς βράχους, το εθνικό πάρκο Nahanni στα βορειοδυτικά εδάφη και το βόρειο Yukon.

Συνολικά, η ομάδα έλαβε 74 δείγματα σπηλαίων, ή τμημάτων σταλαγμιτών, σταλακτιτών και πετρών ροής, από τουλάχιστον πέντε σπηλιές σε κάθε περιοχή, που αντιπροσωπεύουν διάφορα βάθη σπηλαίων, γεωμετρίες και ιστορίες παγετώνων. Κάθε δειγματοληπτικό σπήλαιο βρισκόταν σε εκτεθειμένες πλαγιές που ήταν πιθανότατα τα πρώτα μέρη του τοπίου permafrost να ξεπαγώσουν με θέρμανση.

Τα δείγματα μεταφέρθηκαν αεροπορικώς στο MIT, όπου ο McGee και το εργαστήριό του χρησιμοποίησαν ακριβείς γεωχρονικές τεχνικές για να προσδιορίσουν την ηλικία των στρωμάτων κάθε δείγματος, με κάθε στρώμα να αντικατοπτρίζει μια περίοδο απόψυξης permafrost.

«Κάθε speleothem έχει εγκατασταθεί με την πάροδο του χρόνου, όπως στοιβάζονται κώνους κυκλοφορίας», λέει ο McGee. «Ξεκινήσαμε με τα πιο απομακρυσμένα και νεότερα στρώματα μέχρι σήμερα, την πιο πρόσφατη ημερομηνία που ξεπαγώθηκε το permafrost.

Αρκτική αλλαγή

Ο McGee και οι συνάδελφοί του χρησιμοποίησαν γεωχρονικές τεχνικές ουρανίου / θορίου για να χρονολογήσουν τα στρώματα κάθε σπηλαίου. Η τεχνική χρονολόγησης βασίζεται στη φυσική διαδικασία αποσύνθεσης του ουρανίου στο θυγατρικό του ισότοπο, το θόριο 230, και το γεγονός ότι το ουράνιο είναι διαλυτό στο νερό, ενώ το θόριο δεν είναι.

«Στα βράχια πάνω από το σπήλαιο, καθώς τα νερά διεισδύουν, συσσωρεύουν ουράνιο και αφήνουν πίσω το θόριο», λέει ο McGee. “Μόλις αυτό το νερό φτάσει στην επιφάνεια του σταλαγμίτη και καθιζάνει στο χρόνο μηδέν, έχετε ουράνιο και όχι θόριο. Στη συνέχεια σταδιακά το ουράνιο αποσυντίθεται και παράγει θόριο.”

Η ομάδα πήρε μικρές ποσότητες από κάθε δείγμα και τα διέλυσε με διάφορα χημικά βήματα για να απομονώσει το ουράνιο και το θόριο. Στη συνέχεια, πέρασαν τα δύο στοιχεία μέσα από ένα φασματόμετρο μάζας για να μετρήσουν τις ποσότητες τους, η αναλογία των οποίων χρησιμοποιούσαν για τον υπολογισμό της ηλικίας ενός δεδομένου στρώματος.

Από την ανάλυσή τους, οι ερευνητές παρατήρησαν ότι δείγματα που ελήφθησαν στο Yukon και σε πιο απομακρυσμένες τοποθεσίες στο Βορρά περιείχαν δείγματα ηλικίας τουλάχιστον 400.000 ετών, γεγονός που υποδηλώνει απόψυξη permafrost από τότε δεν έχει πραγματοποιηθεί σε αυτούς τους ιστότοπους.

“Μπορεί να υπήρχε λίγο βάθος τήξη, αλλά με όρους όλου του βράχου πάνω από το Σπήλαιο να αποψυχθεί, αυτό δεν έχει συμβεί τα τελευταία 400.000 χρόνια, και ήταν πολύ πιο συνηθισμένο πριν από αυτό », λέει ο McGee.

Τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι το παγερό της Γης ήταν πολύ λιγότερο σταθερό πριν από 400.000 χρόνια πριν και ήταν πιο επιρρεπές στην απόψυξη, ακόμη και κατά τη διάρκεια μεσογειακές περιόδους όταν τα επίπεδα θερμοκρασίας και ατμοσφαιρικού διοξειδίου του άνθρακα ήταν στο ίδιο επίπεδο με τα σύγχρονα επίπεδα, όπως έδειξε και άλλη εργασία.

«Για να δούμε αυτήν την απόδειξη μιας πολύ λιγότερο σταθερής Αρκτικής πριν από 400.000 χρόνια πριν, προτείνει ακόμη και υπό παρόμοιες συνθήκες, η Αρκτική μπορεί να είναι ένα πολύ διαφορετικό μέρος», λέει ο McGee. “Μου κάνει ερωτήσεις σχετικά με το τι οδήγησε την Αρκτική να πέσει σε αυτήν την πιο σταθερή κατάσταση και τι μπορεί να την φέρει εκεί έξω.”


Η Αρκτική χωρίς θαλάσσιο πάγο κάνει το permafrost ευάλωτο στην απόψυξη


Περισσότερες πληροφορίες:
“Αυξημένη επιμονή των παζλ του Pleistocene permafrost και του κύκλου του άνθρακα που προκύπτουν από τα καναδικά σπηλαιοφόρα” Επιστημονική πρόοδος (2021). advancements.sciencemag.org/lookup… .1126 / sciadv.abe5799

Παραθέτω, αναφορά: Οι καταθέσεις στο σπήλαιο δείχνουν εκπληκτική αλλαγή στο permafrost τα τελευταία 400.000 χρόνια (2021, 28 Απριλίου) που 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. Εκτός από την ορθή χρήση για ιδιωτικούς σκοπούς μελέτης ή έρευνας, κανένα μέρος δεν μπορεί να αναπαραχθεί χωρίς γραπτή άδεια. Το περιεχόμενο παρέχεται μόνο για πληροφορίες.

READ  Το διαστημικό σκάφος της NASA αφήνει χάος μετά τη συλλογή αστεροειδών δειγμάτων

Αφήστε μια απάντηση

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