Sediment, ki ga je ameriška vojska leta 1966 izvrtala izpod skoraj 1,4 kilometra grenlandskega ledu, kaže, da je bilo območje nekdanje baze Camp Century pred približno 416.000 leti brez ledenega pokrova. Poletja so bila takrat po novi oceni za 4,7 stopinje Celzija toplejša od sodobnih, vendar ima izračun precejšnjo negotovost. Raziskava poudarja, da na umikanje ledu ne vpliva le moč segrevanja, temveč tudi njegovo trajanje.
Camp Century je bila ameriška vojaška baza, zgrajena pod ledom na severozahodu Grenlandije. Uradno je bila namenjena raziskavam in preizkušanju gradnje v arktičnih razmerah, v ozadju pa je ameriška vojska pripravljala tajni projekt Iceworm.
V okviru projekta je želela pod ledenim pokrovom zgraditi mrežo predorov za namestitev jedrskih raket. Načrt so opustili, ko se je izkazalo, da se led premika in predore deformira hitreje, kot so pričakovali.
Med vrtanjem so znanstveniki leta 1966 dosegli dno ledenega pokrova in iz globine približno 1387 metrov izvlekli sediment, ki je bil pred nanosom ledu del grenlandske pokrajine.
Več desetletij pozneje je prav ta material postal redek arhiv nekdanjega grenlandskega podnebja. Rezultati nove analize so objavljeni v reviji Climate of the Past.
Vzorec je desetletja čakal v zamrzovalniku
Jedro sedimenta je leta 1975 prispelo na Univerzo v Buffalu, kamor ga je prinesel Chester Langway, eden od vodilnih raziskovalcev vrtanja pri Camp Centuryju.
Po njegovi upokojitvi so vzorce preselili na Univerzo v Københavnu. Tam so več kot dve desetletji ostali skoraj pozabljeni, dokler jih niso leta 2018 ponovno odkrili med urejanjem zamrzovalnika.
Predhodne raziskave so v sedimentu že našle rastlinske ostanke in druge dokaze, da območje nekoč ni bilo prekrito z ledom. Z merjenjem časa, ko so bila mineralna zrna nazadnje izpostavljena sončni svetlobi, so starost enega od obdobij brez ledu ocenili na približno 416.000 let, z negotovostjo okoli 38.000 let.
Nova raziskava se je osredotočila na vprašanje, kakšne so bile takrat temperature.
Temperaturo so razkrile bakterijske maščobe
Raziskovalci so v sedimentu analizirali maščobne molekule, ki so jih proizvajale bakterije. Sestava njihovih celičnih membran se spreminja glede na temperaturo okolja.
V hladnejših razmerah bakterije proizvajajo nekoliko drugačna razmerja teh molekul kot v toplejših. Znanstveniki lahko zato njihovo sestavo v starem sedimentu primerjajo z vzorci iz današnjih arktičnih jezer in ocenijo nekdanjo temperaturo.
Izračun je pokazal, da so bila poletja pri Camp Centuryju pred približno 416.000 leti v povprečju za 4,7 stopinje Celzija toplejša od poletij v 20. stoletju. Negotovost ocene znaša približno 3,2 stopinje v obe smeri.
To pomeni, da natančne razlike ni mogoče določiti na desetinko stopinje. Rezultat kaže na zmerno do izrazito toplejša poletja, ne pa na eno samo povsem zanesljivo temperaturno vrednost.
Analizirali so tudi izotope vodika v rastlinskih voskih, ki razkrivajo izvor vlage. Podatki kažejo na večji delež vode, ki je izhlapela iz lokalnih tal in rastlin, kar se ujema s pokrajino z manj ledu in več vegetacije.
Ledeni rob je bil vsaj 100 kilometrov dlje
Camp Century danes leži pod skoraj 1,4 kilometra ledu. Da bi bilo mesto vrtanja v preučevanem obdobju brez ledu, bi se moral severozahodni rob grenlandskega ledenega pokrova umakniti za več kot 100 kilometrov glede na današnjo lego.
To ne pomeni, da je bila takrat brez ledu celotna Grenlandija. Raziskava neposredno opisuje razmere na območju Camp Centuryja in kaže na bistveno manjši obseg ledenega pokrova v severozahodnem delu otoka.
Sediment bi lahko ohranil le del takratnega dogajanja, saj so poznejši premiki ledu druge plasti odstranili ali premešali. Raziskovalci zato ne trdijo, da so določili trenutek največjega umika ledenega pokrova.
Vzorec dokazuje, da je bilo danes globoko zaledenelo območje v preteklosti izpostavljeno svetlobi, poseljeno z rastlinami in dovolj dolgo brez ledu, da so se na njem kopičili sedimenti.
Pomembna ni bila le temperatura
Rezultat je raziskovalce presenetil zaradi primerjave z obdobjem po zadnji ledeni dobi. Pred približno 5000 do 10.000 leti so bila grenlandska poletja na nekaterih območjih podobno topla, vendar je Camp Century ostal prekrit z ledom.
Razlika bi lahko bila v trajanju segrevanja. Toplo obdobje pred okoli 416.000 leti, znano kot morska izotopska stopnja 11, je trajalo več deset tisoč let.
Tudi zmerno višje temperature so imele zato dovolj časa, da so postopoma stalile velik del ledenega pokrova in njegov rob potisnile daleč proti notranjosti.
Ugotovitev kaže, da krajše zelo toplo obdobje in več tisoč let trajajoče zmerno segrevanje nimata enakega vpliva. Ledeni pokrov se na dolgotrajno toploto odziva počasi, vendar se njene posledice s časom kopičijo.
Starodavno obdobje ni neposredna napoved
Današnje segrevanje poteka veliko hitreje in ima drugačen vzrok kot naravne podnebne spremembe pred 416.000 leti. Zato starodavnega obdobja ni mogoče neposredno uporabiti kot napoved, koliko ledu bo Grenlandija izgubila v tem stoletju.
Raziskava prav tako ne trdi, da bo celoten ledeni pokrov izginil že zaradi nekaj stopinj višjih poletnih temperatur. Na njegovo prihodnost vplivajo tudi snežne padavine, višina površja, odbojnost ledu, toplota oceanov in hitrost premikanja ledenikov.
Grenlandski ledeni pokrov vsebuje toliko vode, da bi njegovo popolno staljenje svetovno morsko gladino dvignilo za približno 7,4 metra. Takšen proces bi trajal zelo dolgo, vendar lahko že delna izguba ledu pomembno prispeva k dviganju morja.
Glavno sporočilo vzorca iz Camp Centuryja je, da je grenlandski led občutljiv tudi na dolgotrajno zmerno toploto. Za njegov prihodnji obseg bosta zato pomembni tako najvišja dosežena temperatura kot število stoletij, v katerih bo segrevanje vztrajalo.
