Ľadové jadrá: čo sú, ako sa získavajú a čo prezrádzajú o klíme

Ľadové jadrá: ako sa získavajú z Antarktídy a Grónska a čo prezrádzajú o klíme — záznam plynov, popolov a teplôt až 800 000 rokov späť.

Ľadové jadro je dlhý, úzky valec ľadu odobratý z povrchu alebo vnútra ľadovca. Ľad sa vŕta veľmi hlboko tak, aby jadro siahalo až ku starým vrstvám pri dne ľadovca; často ide o kilometre ľadu z lokalít na Antarktíde, v Grónsku alebo z veľmi vysokých hôr. Jadrom získavame priamy záznam o tom, čo sa dialo v atmosfére a v okolitej krajine počas tisícročí.

Ako vzniká a ako sa datuje ľad v jadre

Sneh padá na zem a hromadí sa. Pod tiažou nových náplavov sa spodné vrstvy postupne zhutňujú (prechádzajú cez štádium firnu) až do pevného ľadu, pričom sa z nich vytláča vzduch a vznikajú v ňom uzavreté bubliny vzduchu. Čím hlbšie vrstva leží, tým je spravidla staršia. V mnohých prípadoch sú jednotlivé ročné vrstvy viditeľné — striedanie jemnejšieho a hrubšieho snehu, letných a zimných štruktúr — a preto sa ľadové jadrá dajú datovať priamym počítaním týchto vrstiev. Iné metódy datovania zahŕňajú meranie elektrickej vodivosti (citlivé na kyslé vrstvy z erupcií), identifikáciu známych vulkanických prachových vrstiev, izotopickú stratigrafiu a využitie matematickýchmodelov, ktoré pomáhajú rekonštruovať vek a prietok ľadu tam, kde sú vrstvy rozmazané.

Ako sa odoberajú ľadové jadrá

Ťažké a precízne vŕtacie súpravy umožňujú odobrať súvislé úseky ľadu v dĺžkach niekoľko desiatok metrov; pri hlbokom vŕtaní sa postupne skladujú časti jadra tak, aby zostali nepoškodené. Používajú sa mechanické aj termálne nebo elektro-mechanické vŕtačky. Po ťažbe sa jadrá balia do izolovaných boxov a skladujú sa pri nízkych teplotách (často pod −20 °C), aby sa zabránilo taniu a kontaminácii. V niektorých oblastiach môže prechod od snehu cez firn k plnému ľadu trvať niekoľko desaťročí, takže vek zachyteného vzduchu v bublinách je zvyčajne o niečo mladší než samotný ľad (tzv. „gas–ice age difference“ alebo obdobie uzamknutia pri prechode z firnu do ľadu).

Čo všetko vedia ľadové jadrá prezradiť o klíme

Ľad uchováva množstvo informácií o minulom podnebí v širokom časovom rozsahu:

• trápené vzorky vzduchových bubliniek obsahujú zachytené plyny, najmä CO₂, CH₄ a N₂O — priame merania týchto skleníkových plynov ukazujú, ako sa menilo zloženie atmosféry v priebehu tisícročí;
• vzrasty a koncentrácie jemných častíc, prachu a popola zo sopiek (tefra) dávajú časové značky a informácie o erupciách a vzdialených púštnych prachových zdrojoch;
• pomocou izotopov vody (napr. δ18O alebo δD) sa odhadujú vody, ktorá tvorí ľad a z toho vyplývajúce zmeny teploty na niekdajšej Zeme — izotopické signály reflektujú regionálne a sezónne zmeny teplôt;
• chemické signály a vodivosť odhaľujú známe udalosti, ako veľké sopky, požiare, zmeny morí (soľné aerosoly) alebo priemyselnú aktivitu v posledných storočiach.

Vďaka týmto údajom vieme rekonštruovať klimatické cykly, vrátane striedania teplejších a chladnejších období. Ľadové jadrá nám napríklad pomohli porozumieť pravidelným dobám ľadovým, ich rytmu a prepojeniu s koncentráciami skleníkových plynov. Ukázali tiež prudké klimatické zmeny v priebehu desaťročí (napr. Dansgaard–Oeschger udalosti) a potvrdili výrazný nárast CO₂ a ďalších plynov v súvislosti s priemyselnou revolúciou — dôležitý dôkaz v diskusii o globálnom otepľovaní.

Obmedzenia a význam

Ľadové jadrá majú veľkú hodnotu, ale aj isté obmedzenia: nie všade sa zachovajú ročné vrstvy jasne (v niektorých oblastiach dochádza k topeniu alebo prúdeniu ľadu), staré jadrá sú zvyčajne dostupné iba z polárnych oblastí a vysokých hôr, a rozdiel medzi vekom ľadu a vekom zachyteného vzduchu komplikuje priamu koreláciu. Napriek tomu sú ľadové jadrá nenahraditeľné pre pochopenie dlhodobého správania klímy, pre overenie klimatických modelov a pre odhad citlivosti klímy na rast koncentrácií skleníkových plynov.

Moderné projekty a vrtné lokality (napr. dlhé vrtné série z Antarktídy a Grónska) umožnili získať záznamy staré až ~800 000 rokov a detailné záznamy posledných stoviek tisíc rokov. Tieto dáta sú základom pre porovnanie minulých klimatických scénarov s dnešným rýchlym otepľovaním a pomáhajú vedcom lepšie predpovedať, ako sa bude klíma správať v budúcnosti.

Otázky a odpovede

Otázka: Čo je to ľadové jadro?

Otázka: Odkiaľ sa berie väčšina ľadových jadier?

Otázka: Ako sa sneh hromadí a stáva sa ľadovým jadrom?

Otázka: Ako môžu vedci datovať ľadové jadro?

Otázka: Aké informácie sa vedci dozvedajú zo štúdia ľadového jadra?

Otázka: Ako nám poznatky o minulých klimatických podmienkach pomáhajú pochopiť globálne otepľovanie?

Hľadajte podľa písmena