Ledus kodoli: kas tie ir, kā tos datē un ko tie atklāj par klimatu
Ledus kodols ir garš ledus gabals, kas ņemts no ledāja. Ledu urbj ļoti dziļi, lai ledus kodols sasniegtu veco ledu ledāja dibenā. Parasti ledus kodolus ņem no Antarktikas, Grenlandes vai ļoti augstiem kalniem. Ledus kodolu garums var būt no dažu desmitu metru līdz vairākiem kilometriem — atkarībā no ledāja biezuma un pētījuma mērķa. Urbšanas darbi bieži notiek ar specializētām urbjmašīnām un prasa rūpīgu plānošanu, jo parasti darbs notiek attālos un aukstos apstākļos.
Kā sniegs kļūst par ledus kodolu
Sniegs nokrīt uz zemes un uzkrājas — ar laiku sniega slāņi kļūst biezāki. Sniegam krītot vairāk, apakšējie slāņi kļūst blīvāki, jo sniega svars tos sapresē. Galu galā paliek tikai ledus, un gaiss tiek iesprostots kā mazi gaisa burbulīši. Jo dziļāks ir ledus, jo vecāks tas parasti ir, taču slāņu biezums var mainīties atkarībā no sniega daudzuma un ledāja plūsmas. Ledus kodolus var datēt, aplūkojot slāņus: bieži vien ledus kodolā var redzēt katru gadalaiku, jo tas veido raksturīgu slāni. Citos gadījumos ir grūtāk noskaidrot, cik vecs ir ledus — tad palīdz citas metodes, piemēram, mērīt elektrovadītspēju vai veidot matemātiskus modeļus, kas aprēķina vecumu no dziļuma un kompresijas procesiem.
Kā ledus kodolus datē
- Slāņu skaitīšana: ja slāņi ir skaidri redzami, gada slāņu secību var saskaitīt līdz noteiktam dziļumam.
- Izotopu analīze: attiecība starp stabilajiem ūdeņraža un skābekļa izotopiem (piem., deitrijs, 18O/16O) palīdz noteikt temperatūru un vecumu.
- Gāzu un svārstību korelācija: salīdzinot gāzu sastāvu (piem., CO2, CH4) un vulkāniskos pelnus ar citām nogulumu rindām, var veidot korelācijas un noteikt notikumu laiku.
- Radiometriskās metodes: dažreiz izmanto, piemēram, radiokarbonu, ja ir organiskas vielas vai piesārņojuma iezīmes.
- Elektriskās un fizikas pazīmes: elektrovadītspēja, blīvums un citi fiziski parametri palīdz atpazīt slāņus un piesaistīt tos konkrētiem notikumiem.
Ko ledus kodoli atklāj par klimatu
Zinātnieki pēta ledus kodolus, lai noskaidrotu, kāds bijis klimats pagātnē. Ledū glabājas tāda informācija kā gāzes burbuļos — galvenokārt CO2 un CH4 —, dažādu veidu daļiņas un vulkānu pelni. Ūdens veidu, kas veido ledu (piem., attiecība izotopu veidos), var izmantot, lai aprēķinātu Zemes temperatūru pagātnē. Turklāt ledus kodoli satur:
- putekļus un minerālu daļiņas, kas liecina par sausuma un vēju režīmiem;
- vulkānisko pelnu slāņus, kas kalpo kā laika zīmes un liecina par uzliesmojumiem;
- organiskās daļiņas, piezemes sēklas vai ziedputekšņus, kas sniedz informāciju par ekosistēmām;
- ķīmiskas piesārņojuma pazīmes (piem., svina vai sēra paliekas), kas rāda cilvēka ietekmi.
Kas mēs esam uzzinājuši un kāpēc tas ir svarīgi
Ledus kodoli palīdz mums uzzināt, kāda temperatūra uz planētas bijusi pēdējo 800 tūkstošu gadu laikā — tie atklāj daudzas cikliskas ledus laikmetu un siltāku periodu maiņas. Mēs vairāk zinām par periodiski notiekošajiem ledus laikmetiem un to saistību ar atmosfēras siltumnīcefekta gāzu koncentrācijām. Šie dati ir noderīgs papildinājums mūsu zināšanām par globālo sasilšanu, jo tie rāda, kā gāzu koncentrācijas un temperatūra mainījušās dabisku procesu laikā, kā arī palīdz novērtēt, cik ātri un cik lielā mērā cilvēka darbība maina klimatu mūsdienās.
Ierobežojumi un precizitāte
Lai gan ledus kodoli ir ļoti vērtīgs avots, tiem ir arī ierobežojumi. Ledāja plūsma var izkropļot sākotnējo slāņu secību, dziļākie slāņi var kļūt plānāki un grūtāk interpretējami, bet gāzu burbulīšu vecums var atšķirties nedaudz no apkārtējā ledus vecuma (gāzu ieslēgšanās process aizņem laiku). Turklāt ļoti vecu ledāju analīze kļūst sarežģītāka, un vecākas nogulsnes var nebūt pieejamas visos reģionos. Tāpēc zinātnieki dažkārt apvieno datus no vairākiem ledus kodoliem un citiem paleoklimata ierakstiem (piem., koku ringi, jūras nogulumi), lai iegūtu drošākus secinājumus.
Apkopojot — ledus kodoli dod tiešu un daudzpusīgu informāciju par pagātnes klimatu, gāzu sastāvu un vides apstākļiem. Tie ir viens no spēcīgākajiem rīkiem, ar ko pētnieki saprot dabiskās klimata svārstības un novērtē mūsdienu klimata izmaiņu ātrumu un iemeslus.
Mazliet no ledus kodola, kurā redzami slāņi, kas veidojas katru gadu.
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir ledus kodols?
A: Ledus kodols ir garš ledus gabals, kas ņemts no ledāja. To urbj ļoti dziļi, lai ledus kodols sasniegtu veco ledu ledāja dibenā.
J: No kurienes ņem lielāko daļu ledus serdes kodolu?
A: Ledus serdes parasti ņem no Antarktikas, Grenlandes vai ļoti augstiem kalniem.
J: Kā sniegs uzkrājas un kļūst par ledus kodolu?
A: Sniegs krīt uz zemes un uzkrājas (kļūst dziļāks). Kad sniega krīt vairāk, apakšējie slāņi kļūst saspiesti (plānāki), jo sniega svars ir lielāks. Galu galā paliek tikai ledus, un viss gaiss aiziet. Jo dziļāks ir ledus, jo vecāks tas ir.
J: Kā zinātnieki var datēt ledus kodolu?
A: Zinātnieki var datēt ledus kodolu, aplūkojot tā slāņus - bieži vien ledus kodolā var redzēt katru gadalaiku, jo tas veido slāni. Citos gadījumos var būt grūtāk noskaidrot ledus vecumu, tāpēc var būt jāizmanto citas metodes, piemēram, elektrovadītspējas mērījumi vai matemātisko modeļu veidošana.
Kādu informāciju zinātnieki iegūst, pētot ledus kodolu?
A: Pētot ledāja kodolu, zinātnieki var uzzināt par pagātnes klimatu, kā arī par vulkānu gāzēm, daļiņām un pelniem, kas ir iesprostoti ledāja kodola slāņos. Šie kanāli, kas veido aikocentru, nosaka Zemes temperatūru pēdējo 800 tūkstošu gadu laikā un uzzina vairāk par periodiskajiem laikmetiem.
J: Kā zināšanas par pagātnes klimatu palīdz mums izprast globālo sasilšanu?
A: Zināšanas par pagātnes klimatu palīdz mums labāk izprast globālo sasilšanu, sniedzot ieskatu par to, kā laika gaitā mainījies klimats un kādi faktori, iespējams, ir veicinājuši šīs pārmaiņas, lai labāk prognozētu nākotnes klimata pārmaiņu modeļus, ko izraisījusi cilvēka darbība, piemēram, fosilā kurināmā dedzināšana un mežu izciršana.
