Odtwarzanie klimatu Grenlandii

Nie jest łatwo odtworzyć zmiany temperatury, jakie wykraczają poza 150 lat zarejestrowanych obserwacji, tymczasem stypendysta unijnego programu „Marie Curie” – Takuro Kobashi z Uniwersytetu w Bernie – opracował narzędzie służące właśnie do tego celu. W czasie dwuletniego stypendium, które dobiegło końca w kwietniu 2016 r., Kobashi dokładnie odtworzył temperatury na Grenlandii na przestrzeni minionych tysiącleci na podstawie rdzeni lodowych. W odróżnieniu od tradycyjnych metod, dane zgromadził z izotopów argonu i azotu uwięzionych w pęcherzach powietrza wewnątrz rdzeni lodowych.

„Wiadomo, że temperatura na Grenlandii zmienia się wraz z temperaturą Północnego Atlantyku, a zatem zrozumienie zmienności temperatury na Grenlandii dostarcza informacji na temat temperatury Północnego Atlantyku i zmian w prądach oceanicznych w przeszłości” – wyjaśnia Kobashi. Ostatni okres cofania się lodowca miał miejsce 6 000 lat temu, a zatem możliwość zbadania zachodzących w owym czasie zmian temperatury może okazać się przydatna dla zrozumienia oddziaływania aktualnych zmian, jakim podlega klimat.

Wykorzystane w ramach tych prac próbki rdzeni lodowych zostały zgromadzone ponad 10 lat temu przy okazji realizacji projektu NGRIP (North Greenland Ice Core Project), w ramach którego pobrano rdzenie lodowe o średnicy 11 cm sięgające wstecz aż do ostatniej epoki lodowej. Nowa technika Kobashiego polega na pomiarze proporcji azotu i argonu w uwięzionych pęcherzach powietrza, zamiast mierzenia proporcji izotopów tlenu, co jest metodą standardową.

Nowa metoda wykorzystuje zmiany w powietrzu zachodzące w warstwie tworzącej się z opadów śniegu na grenlandzkich pokrywach lodowych. Powietrze więzło ostatecznie w pęcherzach na dnie warstwy śniegu, zanim ta przekształciła się w lód. Gradient siły ciężkości i temperatury w warstwie śniegu powoduje zmienny rozkład powietrza. Proporcja izotopów dwóch rodzajów gazów (azotu i argonu) w pęcherzach może zatem posłużyć do oszacowania dawnego gradientu temperatury i grubości warstwy śniegu, co zapewnia Kobashiemu możliwość odtworzenia zachodzących w przeszłości zmian temperatury powierzchniowej.

„Odtworzyliśmy temperaturę na przestrzeni minionych 4 000 lat, a nasze wstępne analizy pokazują znaczącą korelację wahań temperatury na Grenlandii z aktywnością słoneczną” – stwierdza Kobashi, dodając że interpretacja ta nie jest zgodna z oczekiwaniami. „Wraz z intensyfikacją aktywności słonecznej, temperatury na Grenlandii tak naprawdę spadają i odwrotnie”. Zjawisko wydaje się być powiązane ze zmianami atmosferycznymi i oceanicznymi, co odzwierciedlają także niektóre modele klimatyczne. Zmiany temperatury można również wyjaśnić zmianami w aktywności wulkanicznej, zmianami orbitalnymi i stężeniem gazów cieplarnianych w atmosferze.

„Podczas gdy naturalna zmienność może maskować oddziaływanie antropogeniczne na temperaturę Grenlandii, temperatura ta zacznie ostatecznie rosnąć z powodu tego wpływu” – stwierdza Kobashi. Grenlandia podąża zasadniczo za globalnym wzrostem temperatury, ale wyniki prac Kobashiego pokazują, że zależność między aktywnością słoneczną a temperaturą może dopomóc w prognozowaniu zmian temperatury w przyszłości. W nadchodzących dekadach aktywność słoneczna będzie słabnąć, co oznacza, że wzrost temperatury na Grenlandii może następować szybciej niż przewidują to modele klimatyczne opierające się wyłącznie na rosnącym stężeniu gazów cieplarnianych. To może z kolei skutkować szybszym topnieniem polarnej pokrywy lodowej i wzrostem poziomu mórz na świecie.

Nowa metoda Kobashiego udoskonala wcześniejsze, gdyż jest źródłem odsezonowanych i precyzyjniejszych danych o temperaturach w skali dziesiątek lat, o ile rdzenie lodowe pochodzą z obszarów o intensywnych opadach śniegu, takich jak Grenlandia, Antarktyda i być może lodowce alpejskie. „Dzięki temu, że metoda jest już ustalona, będziemy najpewniej w stanie pozyskiwać w nadchodzących dekadach wysoce precyzyjne dane o temperaturze z tych obszarów, co może zrewolucjonizować nasze pojmowanie zmiany klimatu na przestrzeni minionych tysiącleci” – podsumowuje Kobashi.

Więcej informacji:
witryna projektu