Odkrycie 6-milionletniego lodu z Allan Hills

CORVALLIS, Oregon — Zespół amerykańskich naukowców odkrył najstarszy bezpośrednio datowany lód i powietrze na Ziemi w regionie Allan Hills we Wschodniej Antarktyce.

Rdzenie lodowe z Antarktyki to jedno z najcenniejszych źródeł wiedzy o dawnym klimacie. Zamknięte w lodzie pęcherzyki powietrza i skład izotopowy wody pozwalają odtworzyć temperaturę, poziom gazów cieplarnianych i zmiany środowiskowe sprzed setek tysięcy lat. Do niedawna najstarsze ciągłe rdzenie sięgały około 800 tys. lat, a nowsze wiercenia wydłużyły ten zakres do 1,2 mln lat.

Jednak obszary typu blue ice area (BIA), takie jak Allan Hills, dają możliwość zdobycia znacznie starszych próbek, choć nie tworzą one ciągłego zapisu. To raczej pojedyncze „migawki”, które czasem mogą być naprawdę stare.

Najnowsze badanie zespołu COLDEx, opublikowane w PNAS, opisuje próbki z Allan Hills datowane metodą izotopową (na podstawie deficytu ^40Ar w uwięzionym powietrzu). Najstarsza z nich ma około 6 milionów lat. To unikalny i bezpośredni wgląd w klimat Miocenu i Pliocenu — okresów cieplejszych niż współczesność.

Jak powiedziała Sarah Shackleton z Woods Hole Oceanographic Institution:
„Ice cores are like time machines… The Allan Hills cores help us travel much further back than we imagined possible.”

• Precyzja datowania
  Metoda oparta na argonie pozwoliła oszacować wiek próbek, ale datowanie bardzo gazowo-ubogich warstw — np. lodu bazalnego — wciąż jest trudne.

• Niejednorodny zapis
  Allan Hills nie daje ciągłej historii klimatu. To zbiór oderwanych punktów w czasie, co utrudnia pełne odtworzenie ciągłych zmian.

• Interpretacja izotopów wody
  Procesy zachodzące w obszarach BIA mogą wpływać na sygnał izotopowy, więc potrzebna jest ostrożność przy porównywaniu go z modelami globalnymi.

• Pochodzenie najstarszych warstw
  Gazowo-ubogi lód bazalny może być jeszcze starszy, ale nie dało się go bezpośrednio datować. Istnieje hipoteza, że to relikt dawnego śniegu lub zmarzliny sprzed wielu milionów lat.

Podnoszenie wiertnicy Foro, Allan Hills, Antarktyda. 2022–2023. Źródło: Julia Marks Peterson, COLDEX.

Badanie (Shackleton i in.) opiera się na płytkich wierceniach w Allan Hills. Zespół analizował zarówno uwięzione powietrze, jak i izotopy tlenu i wodoru w lodzie. Dzięki temu udało się określić trendy temperatur i stworzyć zestaw punktowych danych sięgających miliony lat wstecz.

Co pokazują dane?

• Długookresowe ochłodzenie
  Izotopy wskazują, że region Allan Hills ochładzał się stopniowo o około 12°C na przestrzeni ostatnich 6 mln lat. To pierwszy tak bezpośredni pomiar dla tego okresu.

• Tajemniczy lód bazalny
  Najniższe warstwy mają wyraźny sygnał izotopowy, ale bardzo mało gazów. Wynika z nich, że klimat mógł być jeszcze cieplejszy przed 6 mln lat. Skąd dokładnie pochodzi ten lód — to wciąż otwarte pytanie.

• Zamknięte pęcherzyki powietrza
  Trwają analizy gazów klimatycznych, które mają pomóc określić m.in. poziom CO₂ w Miocenie i Pliocenie. To kluczowe dane dla porównania naturalnych zmian sprzed milionów lat z tym, co obserwujemy dziś.

Zagrożenia i ograniczenia

• brak ciągłości danych — utrudnia analizę krótkookresowych zmian,
• niepewność datowania próbek ubogich w gazy,
• lokalny charakter sygnału — trzeba łączyć dane z innymi źródłami, by uniknąć błędnych interpretacji. Odnalezienie lodu i powietrza sprzed około 6 milionów lat to przełom w badaniach paleoklimatu. To pierwszy raz, gdy udało się zdobyć bezpośrednio datowany materiał lodowy z okresu Miocenu/Pliocenu. Dane pokazują stopniowe ochłodzenie regionu Allan Hills o około 12°C oraz wskazują na istnienie jeszcze starszych, trudnych do zinterpretowania warstw lodu bazalnego.

Dalsze wiercenia, dokładniejsze metody datowania i łączenie danych z modelami klimatycznymi pozwolą lepiej zrozumieć, jak działał klimat Ziemi w cieplejszych epokach jej historii — i co może to oznaczać dla naszej przyszłości.

📚 Źródła

1. S. Shackleton et al., Miocene and Pliocene ice and air from the Allan Hills blue ice area, East Antarctica, Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), DOI: 10.1073/pnas.2502681122 (artykuł i PDF)
2. PubMed — wpis artykułu PNAS (abstract, metadane)
3. Oregon State University — news release: Six-million-year-old ice discovered in Antarctica offers unprecedented window into a warmer Earth (z cytatami autorów i opisem wyników)
4. ScienceDaily — Frozen for 6 million years, Antarctic ice rewrites Earth’s climate story (omówienie komunikatów prasowych i wyników)