Geotudományok - időutazás örökfagyban - ismeretek

Aktuális hírek a Süddeutsche Zeitung-ban

ismeretek

Irányítópult

gazdaság

München

Kultúra

társadalom

Tudás

Földtudományok: Időutazás örökfagyban

Kép megnyitása új oldalon

A Jakutiai Batagaika-kráter egy 2014-es légifotón. Azóta a szélek jelentősen leomlottak.

(Fotó: NEFU/picture szövetség/AP Photo)

  • Az elmúlt évtizedekben szokatlanul mély kráter alakult ki a Taiga közepén, Jakutziában.
  • Több százezer éves klímatörténet olvasható rajta.
  • Az adatok a jelenlegi klímamodellek szempontjából is fontosak lehetnek.

2017 nyarán volt, amikor Thomas Opel geológus egy 55 méter magas szikla előtt állt, amely szinte függőlegesen emelkedett az égbe. Éjjel-nappal recseg, csordogál, dübörög. Hirtelen hangos durranás: Egy újabb hatalmas fagyott földtömb tört ki az alvilág kapujából, ahogy gyakran nevezik a szibériai Batagaika hatalmas kráterének. Az Opel a láncfűrésszel kézi szélességű négyzetet vág le a falról. Veszélyes hely a munkavégzésre, bármikor egy másik földtömb kiszabadulhat és ráeshet. De a jégről vett minták értékesek: több ezer éves üledékeket tartalmaznak, egyedülálló éghajlati archívumot. Segítségével a kutatók azt remélik, hogy jobban fel tudják mérni a világ éghajlatának dinamikáját - a jövőbeni fejlemények pontosabb előrejelzése érdekében.

Ez év áprilisában Thomas Opel visszatért a titokzatos összeomlású kráterbe egy expedíciós csoporttal az Alfred Wegener Sarkkutatási és Tengerkutatási Intézet potsdami ágától. Szibériában még mindig késő tél van, éjszaka a hőmérséklet mínusz 30 Celsius fokig csökken. Ebben az évszakban meglehetősen biztonságos a kőkemény, megfagyott falon dolgozni.

A szokatlanul mély, körülbelül egy kilométer széles medence csak a tajga közepén alakult ki az elmúlt két-három évtizedben, a jakutiai Batagai kisváros közelében. Öt éve izgat a tudományban. Ennek a formációnak az eredete eredetileg rejtélyes volt. Aztán kiderült, hogy az összeomlást emberek okozták: Amikor egy ónbánya feltárására utat építettek, lánctalpas járművek gördültek le a védő növényzeten. Ennek eredményeként több napsugárzás hatolt be az örökfagyos talajba; a globális felmelegedés tette a többit.

Az északi-sarkvidéki örökfagy már annyira megpuhult, mint amit e század végére jósoltak. Az olvadás felgyorsítja az éghajlatváltozást.

Írta: Hanno Charisius

Kis tavak képződtek, az örökfagy megolvadni kezdett, és a jég és a hó olvadékvízként folyt le. A végén a lecsapolt föld összeomlott. Az ilyen termokarszt mélyedések nem ritkák, de egyik sem akkora, mint a Batagaika kráter.

Amikor Thomas Opel tavasszal visszatért Szibériába, azonnal látta a változásokat

Batagaika mindössze 60 kilométerre található az északi félteke leghidegebb régiójától. A kutatók aggódnak amiatt, hogy ott is a klímaváltozásnak van olyan erős hatása. Az örökfagy lefedi az északi félteke összes szárazföldi tömegének egynegyedét; megolvadása veszélyezteti az infrastruktúrát és a teljes megélhetést nagy régiókban. Ráadásul olvadáskor nagy mennyiségű erős klímás gázmetán szabadulhat fel, ami tovább gyorsítja a globális felmelegedést. Csak a közelmúltban tapasztalták a kutatók, hogy a permafrost talaj Kanada egyes részein annyira megpuhult, mint amire csak a 2090-es évre számítottak.

Amikor Thomas Opel idén tavasszal megvizsgálta a szibériai krátert, azonnal meglátta a legutóbbi látogatása óta bekövetkezett hatalmas változásokat. Műholdképek megerősítették benyomását: Egyes területeken a fal évente körülbelül 20 méter vastagságot veszít. "Lenyűgözött az erózió sebessége - mondja az Opel -, de az is, hogy hirtelen több ezer éves üledék és jég volt előttem." Ismét néhány tucat minta blokkot tudott megnyerni; jelenleg az Alfred Wegener Intézet potsdami laboratóriumában vizsgálják őket.

Változások a hóolvadásban

Télen, mínusz 40 Celsius fok alatti hőmérsékleten a fagyott föld felszakad, mert az örökfagyos talaj lehűlve összehúzódik. Ez függőleges, legfeljebb öt centiméter szélességű fagyréseket hoz létre. Amikor a hó tavasszal felolvad a felszínen, az olvadékvíz behatol a nyílásokba, és azonnal újra megfagy. Ez a folyamat évről évre megismétlődik, a hézagok általában középen újra kitépnek. Az évek során egy V alakú ék nő a talajban, amely több méter széles lehet, és akár 30 méter mélyen is elérheti a talajt. A legfiatalabb jégvénák az ék belsejében fekszenek, az idősebbek és idősebbek a szélek felé. Így létrejön egy környezeti archívum, amely több százezer évre nyúlhat vissza.

A vízzel a résekbe behatol és ott megőrződik a szerves anyag: pollen, növényi részek, állatok székletmaradványai. Ilyen nyomok alapján széndátumozással meghatározható a jégvénák kora. Szibériában alig vannak olyan gleccserek vagy jégtakarók, mint Grönlandon, amelyekbe bele lehetne fúrni, hogy információt szerezzen a korai klímaváltozásról.

Ezért olyan fontosak a jégék, amelyekre be lehet jutni. A tudósok már találtak akár 60 000 éves jégékeket is, például a kelet-szibériai Bykowski-félszigeten. A Batagaika kráter jégmintái lényegesen idősebbek lehetnek: "Legalább 200 000 évre nyúlnak vissza" - mondja az Opel. Ez azt jelenti, hogy a jég körülbelül 125 000 évvel ezelőtt már túlélte az Eem meleg periódusát, a jelenlegi, a holocén előtti utolsó meleg időszakot. Kanada déli részén a vulkanikus lerakódásokkal védett jégék még a közös korszak előtt 700 000 évre is datálhatók.

Az északi-sarkvidék örökfagyos talajaiban évezredek alatt nagyon sok higany halmozódott fel. Most a föld alatt olvad - és a mérgező fém bekerül az élelmiszerláncba.

Susanne Götze-től

Thomas Opel szereti a szibériai tájat. Amikor nyár végén ott süt a nap a tundra fölött, a valótlanul tiszta fényben a világ végén érzi magát. De az utazás tudományosan is érdemes: "Valamit teljesen újat fedezhetek fel, ami nagyon összetett és amit még nem értünk teljesen" - mondja.

A nyarak az évezredek során egyre hűvösebbek lettek. De mi van a telekkel?

A paleontológusok korábbi modellszámításai azt mutatják, hogy a globális hőmérséklet folyamatosan csökkent az elmúlt 8000 évben, a 19. században. Ez egyetért a csökkenő napsugárzással, amelyet olyan csillagászati ​​paraméterek okoznak, mint például a föld tengelyének erősebb dőlése.

Ez az alapja annak a hipotézisnek, hogy a föld valójában egy új jégkorszakhoz közeledett - egészen addig, amíg a mai ember által okozott felmelegedés a múlt században meg nem kezdődött. De az ismert mérési adatok lényegében csak a nyári képet mutatják. A jégék pedig tárolják a télről szóló információkat. Thomas Opel és munkatársai annak érdekében, hogy következtetéseket vonhassanak le a környezeti viszonyokról, azt vizsgálják, hogyan változott az O-18 nehéz oxigén izotóp és a kissé könnyebb O-16 izotóp aránya az évezredek során a jégékben.

Általában minél kevesebb az O-18 a jégben, annál hidegebb volt. A szibériai örökfagyból először egyértelműen dátumozott téli hőmérsékleteket lehetett meghatározni. "Az elmúlt 7000 évben a Lena-deltában a tél folyamatosan melegebb lett - ezt a fejleményt alig láttuk más sarkvidéki éghajlat-archívumban" - mondja Hanno Meyer, az Opel munkatársa. A trend ellenkező irányát - nyáron hidegebb, de télen melegebb - eddig nehéz volt bizonyítani.

A tudósok egyelőre nem tudják megmondani, hogy hány Celsius-fokkal változik a hőmérséklet, mert még mindig nincs megbízható kalibrálás az izotóp arányoknak a jég ékekben a hőmérsékleti profilon. "Jobban meg kell értenünk a folyamatot. Milyen hatások alatt kerül a téli jel a jégékbe, és ott rögzül?" - kérdezi Meyer.

"Ezért alaposabban megvizsgáltuk a hó és az olvadás legutóbbi változatait az elmúlt években." Ily módon a kutatók azt remélik, hogy képesek lesznek jobban értelmezni a múlt adatait - és így hőmérsékleti adatokat szerezhetnek, amelyeket aztán be lehet építeni a jelenlegi éghajlati modellekbe. A jelen a múlt kulcsa, ami viszont lehetővé teszi a jövő előrejelzését.