Obavy o změnu klimatu rostou, protože jeskynní sedimenty otřásly úžasnou změnou permafrostu za posledních 400 000 let

Vědci z USA a Kanady našli důkazy o tom, že k rozmrazování permafrostu došlo až 400 000 let při teplotách, které nejsou o mnoho teplejší než dnes, v ložiscích minerálů v jeskyních v Kanadě. Nenašli však žádné důkazy o tom, že by rozmrazování způsobilo uvolnění odhadovaných úrovní oxidu uhličitého uloženého ve zmrzlé zemi. Uznání: Jeremy Shakun, Boston College

Studie ukazuje, že zmrzlé povrchy Země se stávají méně náchylné k rozmrazování a jsou zachyceny ve více uhlíku, než se očekávalo.

Asi čtvrtina země na severní polokouli má rozlohu přibližně 9 milionů čtverečních mil a je neustále pokryta zmrzlou půdou, sedimentem a skalami, které roky zmrzly. Na Aljašce, na Sibiři a v kanadské Arktidě, kde trvale mrznoucí teploty zadržují uhlík, lze v půdě najít velkou oblast nepřetržitého mrazu ve formě shnilých částí rostlin a živočichů.

Vědci odhadují, že v zemském permafrostu je uvězněno více než 1400 gigatonů uhlíku. Jak globální teploty stoupají a zmrzlá půda taje, mohla by tato zamrzlá nádrž potenciálně uniknout jako oxid uhličitý a metan do atmosféry, což by výrazně zvýšilo změnu klimatu. O stabilitě permafrostu je však dnes nebo v minulosti známo jen málo.

Geologové hned SBoston College a jinde rekonstruovali historii permafrostu za posledních 1,5 milionu let. Vědci analyzovali jeskynní ložiska nalezená v lokalitách v západní Kanadě a našli důkazy o tom, že permafrost má tendenci se roztát i ve vysokých arktických zeměpisných šířkách před 1,5 miliony až 400 000 lety. Od té doby se však tavení permafrostu omezilo na sub arktické oblasti.

Publikované výsledky Vědecké zálohynaznačuje, že permafrost planety se za posledních 400 000 let dostal do stabilnějšího stavu a od té doby je méně náchylný k tání. V tomto stabilnějším stavu si permafrost pravděpodobně ponechal většinu uhlíku, který vytvořil během této doby, a měl malou příležitost pomalu ho uvolňovat.

“Stabilita posledních 400 000 let může skutečně působit proti nám, protože umožňuje, aby se během této doby uhlík nepřetržitě akumuloval ve zmrzlé půdě.” Spoluautor David McGee, docent na katedře Země, atmosférických a planetárních věd MIT, říká, že tavení nyní může vést k mnohem většímu uvolňování uhlíku do atmosféry než v minulosti.

McGeeovi spoluautoři Ben Hardt a Irit Tal z MIT; Nicole Biller-Celander, Jeremy Shakun a Corinne Wong z Boston College; Alberto Reyes, University of Alberta; Bernard Lauriol z University of Ottawa; a Derek Ford z McMaster University.

Skládané oteplování

Minulá oteplovací období jsou považována za interglaciální období nebo časy mezi globálními dobami ledovými. Tato geologicky krátká okna mohou dostatečně zmrznout zmrzlý led. Známky tání starověkého permafrostu lze pozorovat na stalagmitech a dalších zbývajících ložiscích minerálů, jak se voda pohybuje zemí a do jeskyní. Tyto jeskyně jsou často vzdálené a obtížně přístupné, zejména ve vysokých arktických zeměpisných šířkách, a v důsledku toho je málo známo o historii permafrostu a jeho minulé stabilitě v oteplovacím podnebí.

V roce 2013 však mohli vědci z Oxfordské univerzity ochutnat jeskynní záhony z několika míst na Sibiři; Jejich analýza ukázala, že tání permafrostu bylo na Sibiři běžné před 400 000 lety. Od té doby výsledky ukázaly mnohem nižší rozsah tání permafrostu.

Shakun a Biller-Celander si kladli otázku, zda je stabilnější permafrost globálním trendem, a hledali v Kanadě podobnou práci na rekonstrukci tamní historie permafrostu. Průkopníci jeskynních vědců kontaktovali Lauriola a Forda a poskytli vzorky jeskynních usazenin, které během let shromáždili ze tří různých zamrzlých míst mrazu: jižní kanadské Skalnaté hory, národní park Nahanni na severozápadních územích a severní Yukon.

Celkově tým získal 74 jeskynních vzorků, neboli stalagmitových, stalaktitových a sintrových řezů představujících různé hloubky jeskyně, geometrie a historii ledovců, z nejméně pěti jeskyní v každé oblasti. Každá odebraná jeskyně byla umístěna na otevřených svazích, pravděpodobně v prvních částech pole permafrostu, které se roztápaly oteplováním.

Vzorky odletěly na MIT, kde McGee a jeho laboratoř použili přesné geochronologické techniky k určení stáří vrstev každého vzorku, přičemž každá vrstva odrážela období zmrzlé námrazy.

“Každá speleotéma byla v průběhu času uložena jako skládané dopravní kužely,” říká McGee. „Začali jsme s nejvzdálenějšími nejmladšími vrstvami až do posledního rozmrazení permafrostu.“

Arktický skluz

McGee a jeho kolegové použili geochronologické techniky uran / thorium k datování vrstev každého speleotému. Datovací technika se spoléhá na proces přirozené degradace na thorium 230, dceřiný izotop uranu a nerozpustné rozpouštění thoria, zatímco uran se rozpouští ve vodě.

“Ve skalách v horní části jeskyně hromadí uran, když voda odtéká a zanechává za sebou thorium,” vysvětluje McGee. “Když tato voda dosáhne povrchu stalagmitu a vysráží se v čase nula, máš uran a žádné thorium.” Poté se uran postupně rozkládá a produkuje thorium. “

Tým extrahoval malá množství z každého vzorku a vyřešil je v různých chemických krocích k izolaci uranu a thoria. Poté prošli dvěma prvky hmotnostním spektrometrem, aby změřili jejich množství, což je poměr, který používají k výpočtu stáří konkrétní vrstvy.

Z jejich analýzy vědci zjistili, že vzorky shromážděné z Yukonu a nejvzdálenějších severních oblastí nesly vzorky ne mladší než 400 000 let, což naznačuje, že od té doby se v těchto oblastech nerozmrazovaly ledové ledovce.

„Mohlo dojít k nějakému mělkému rozmrazení, ale s ohledem na rozmrazení celé skály nad jeskyní k tomu nedošlo za posledních 400 000 let a před tím to bylo mnohem častější,“ říká McGee.

Výsledky ukazují, že permafrost Země byl mnohem méně stabilní před 400 000 lety, a jak ukázaly další studie, je náchylnější k roztavení i během meziglaciálních období, kdy jsou teplota a atmosférický oxid uhličitý stejné jako moderní úrovně.

„Vidění těchto důkazů o mnohem méně stabilním severním pólu než před 400 000 lety naznačuje, že severní pól může být i za podobných podmínek velmi odlišným místem,“ říká McGee. „Vyvolává to pro mě otázky, co způsobilo, že se severní pól přestěhoval do tohoto stabilnějšího stavu a co by mohlo způsobit, že se z něj přestěhoval.“

Odkaz: 28. dubna 2021, Vědecké zálohy.
DOI: 10.1126 / sciadv.abe5799

Tento výzkum byl částečně podporován National Science Foundation, Canada’s National Sciences and Engineering Research Council a Polar Continent Rack Program.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Houby mohou léčit bakterie a obohatit půdu o živiny

Aeroskulární mykorhizní houby se rozprostírají přes dlouhé vláknité struktury zvané krásně až k zemi. Krásy, menší než lidské vlasy, lze vidět mezi kořeny...

Světlo zapíná barvy a vzory objektů

Nový systém využívá ultrafialové světlo, které se promítá na objekty natřené barvou aktivující světlo, ke změně reflexních vlastností barvy a vytváření obrazů během několika...

Ne! Je pravděpodobnější, že žádosti o půjčku zpracované kolem poledne budou zamítnuty

Úředníci bankovních půjček pravděpodobněji budou schvalovat žádosti o půjčky dříve a později během dne, zatímco „únava z rozhodování“ kolem poledne je spojena s nedodržováním...

Náročné modely před oddělením v Bothnian Bay

19. dubna 2021 Mořský led na severu Baltského moře vykazuje některé přesvědčivé vzory, než se na jaře roztaví a setře. Na rozdíl od mořského ledu, který...

Výjimečná biologická rozmanitost ve 14,7 milionu let starém tropickém deštném pralese a osvětluje vývoj

Ekologická rekonstrukce bioty Zhangpu. Obrazový kredit: NIGPAS Nově objevený miocénní biom osvětluje vývoj deštného pralesa Mezinárodní výzkumná skupina vedená profesorem WANG Bo a profesorem SHI...

Newsletter

Subscribe to stay updated.