Îngrijorările cu privire la schimbările climatice sunt în creștere, deoarece depozitele din peșteri au arătat o schimbare surprinzătoare a permafrostului în ultimii 400.000 de ani

Cercetătorii din Statele Unite și Canada au găsit dovezi în depozitele de minerale din peșterile din Canada că dezghețarea permafrostului nu a avut loc până acum 400.000 de ani la temperaturi care nu erau mult mai calde decât astăzi. Cu toate acestea, nu au găsit nicio dovadă că dezghețarea a cauzat eliberarea nivelurilor prognozate de dioxid de carbon stocate în terenul înghețat. Credit foto: Jeremy Shakun, Boston College

Un studiu a constatat că suprafețele înghețate ale pământului sunt mai puțin predispuse la dezgheț și pot prinde mai mult carbon decât se aștepta.

Aproape un sfert din terenul din emisfera nordică, care acoperă aproximativ 9 milioane de mile pătrate, este acoperit de permafrost – pământ, sedimente și roci care au fost înghețate solide de ani de zile. Alaska, Siberia și Arctica canadiană au întinderi extinse de permafrost, unde temperaturile înghețate persistent au prins carbonul în sol sub forma unor bucăți de floră și faună în descompunere.

Oamenii de știință estimează că peste 1.400 de gigatoni de carbon sunt prinși în permafrostul Pământului. Dacă temperaturile globale cresc și permafrostul se dezgheță, acest rezervor înghețat ar putea să scape în atmosferă sub formă de dioxid de carbon și metan, exacerbând foarte mult schimbările climatice. Cu toate acestea, se știe puțin despre stabilitatea permafrostului în prezent sau în trecut.

Acum geologi CU, Boston College și alții au reconstituit istoria permafrostului în ultimii 1,5 milioane de ani. Cercetătorii au analizat depozitele de peșteri din locațiile din vestul Canadei și au găsit dovezi că permafrostul avea tendința de a se dezgheța, chiar și la latitudini arctice ridicate în urmă cu 1,5 până la 400 000 de ani. De atunci, însă, dezghețarea permafrostului a fost limitată la regiunile subarctice.

Rezultatele, publicate în Progrese în științăsugerează că permafrostul planetei sa mutat într-o stare mai stabilă în ultimii 400.000 de ani și de atunci a fost mai puțin predispus la decongelare. În această stare mai stabilă, permafrostul a reținut probabil o mare parte din carbonul acumulat în acel timp și a avut puține ocazii să-l elibereze treptat.

„Stabilitatea ultimilor 400.000 de ani ar putea de fapt să funcționeze împotriva noastră, deoarece în acest timp carbonul se acumulează constant în permafrost. Topirea ar putea avea ca rezultat o eliberare de carbon mult mai mare în atmosferă acum decât în ​​trecut ”, spune coautorul studiului, David McGee, profesor asociat la Departamentul de Științe Pământ, Atmosferice și Planetare al MIT.

Coautorii lui McGee sunt Ben Hardt și Irit Tal la MIT; Nicole Biller-Celander, Jeremy Shakun și Corinne Wong la Boston College; Alberto Reyes la Universitatea din Alberta; Bernard Lauriol la Universitatea din Ottawa; și Derek Ford la Universitatea McMaster.

Încălzire stivuită

Perioadele de încălzire trecute sunt considerate perioade interglaciare sau perioade între epocile glaciare globale. Aceste ferestre scurte din punct de vedere geologic pot încălzi permafrostul suficient pentru a-l dezgheța. Semne ale dezghețului antic permafrost pot fi văzute în stalagmite și alte depozite minerale care sunt lăsate în urmă pe măsură ce apa curge prin sol și în peșteri. Aceste peșteri, în special în latitudini mari arctice, sunt adesea îndepărtate și greu accesibile. Prin urmare, se știe puțin despre istoria permafrostului și stabilitatea acestuia în încălzirea globală.

Cu toate acestea, în 2013, cercetătorii de la Universitatea Oxford au putut studia depozitele rupestre din unele locații din Siberia. Analiza lor a constatat că dezghețarea permafrostului era răspândită în toată Siberia în urmă cu 400.000 de ani. De atunci, rezultatele au arătat o zonă foarte redusă de decongelare a permafrostului.

Shakun și Biller-Celander s-au întrebat dacă tendința către un permafrost mai stabil este globală și au încercat să efectueze studii similare în Canada pentru a reconstitui istoria permafrostului acolo. Au făcut echipă cu exploratorii de peșteri pionieri Lauriol și Ford, care au furnizat mostre de resturi de peșteri colectate de-a lungul anilor în trei regiuni diferite de permafrost: sudul Canadiei Stâncoase, Parcul Național Nahanni din Teritoriile de Nord-Vest și nordul Yukonului.

În total, echipa a obținut 74 de eșantioane de speleoteme sau secțiuni de stalagmite, stalactite și pietre care curg din cel puțin cinci peșteri din fiecare regiune, reprezentând diferite adâncimi ale peșterilor, geometrii și istorii ale ghețarilor. Fiecare peșteră studiată a fost pe versanți expuși, care au fost probabil primele părți ale peisajului de permafrost care s-au dezghețat înainte de încălzire.

Probele au fost transportate la MIT, unde McGee și laboratorul său au folosit tehnici geocronologice precise pentru a determina vârsta straturilor fiecărei probe, fiecare strat reflectând o perioadă de decongelare a permafrostului.

„Fiecare speleotem a fost așezat ca niște conuri de trafic stivuite în timp”, spune McGee. “Am început cu cele mai exterioare, cele mai tinere straturi pe care permafrost le-a dezghețat ultima dată.”

Schimbarea arctică

McGee și colegii săi au folosit tehnici de geocronologie cu uraniu / toriu pentru a data straturile fiecărui speleotem. Tehnica de datare se bazează pe procesul natural de degradare a uraniului către izotopul său fiic toriu 230 și pe faptul că uraniul este solubil în apă, dar toriul nu.

„Când apa se scurge prin stâncile de deasupra peșterii, uraniul se acumulează și părăsește torul”, explică McGee. „De îndată ce această apă ajunge la suprafața stalagmitului și cade la momentul zero, aveți uraniu și nu aveți toriu. Apoi uraniul se descompune treptat și produce toriu. “

Echipa a forat cantități mici din fiecare probă și le-a dizolvat prin diferite etape chimice pentru a izola uraniul și toriul. Apoi au trecut cele două elemente printr-un spectrometru de masă pentru a-și măsura cantitățile, raportul pe care l-au folosit pentru a calcula vârsta unui strat dat.

În analiza lor, cercetătorii au descoperit că eșantioanele din Yukon și cele mai nordice locații au transportat eșantioane cu mai puțin de 400.000 de ani în urmă, sugerând că nu s-a produs dezgheț de permafrost în aceste locații de atunci.

„Este posibil să fi existat un dezgheț superficial, dar pentru toată stânca de deasupra peșterii care a fost dezghețată, nu s-a întâmplat în ultimii 400.000 de ani și a fost mult mai frecventă înainte”, spune McGee.

Rezultatele sugerează că permafrostul Pământului în urmă cu 400.000 de ani a fost mult mai puțin stabil și mai predispus la dezgheț, chiar și în perioadele interglaciare, când temperatura și dioxidul de carbon atmosferic erau la niveluri moderne, așa cum au arătat alte lucrări.

„Pentru a vedea aceste dovezi ale unei Arctice mult mai puțin stabile în urmă cu 400.000 de ani, sugerează că Arctica ar putea fi un loc foarte diferit chiar și în condiții similare”, spune McGee. „Îmi ridică întrebări cu privire la motivul pentru care Arctica s-a mutat în acest stat mai stabil și ce îl poate determina să iasă din acest stat”.

Referință: 28 aprilie 2021, Progrese în știință.
DOI: 10.1126 / sciadv.abe5799

Această cercetare a fost susținută parțial de Fundația Națională pentru Științe, Consiliul Național de Cercetare în Științe și Inginerie din Canada și Programul Polar Continental Shelf.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Zirconii antici datează începutul tectonicii plăcilor în urmă cu 3,6 miliarde de ani – un eveniment critic pentru a face pământul ospitalier pentru viață

Zirconii examinați de echipa de cercetare, fotografiați cu catodoluminiscență, tehnică cu care echipa a putut vizualiza interiorul cristalelor cu un microscop electronic cu scanare...

Putem face opioidele mai puțin dependente? [Video]

În 2017, milioane de oameni din întreaga lume erau dependenți de opioide și 115.000 au murit din cauza unui supradozaj. Opioidele sunt cele mai puternice...

Măsurile neconvenționale împotriva pandemiei și apărării nucleare pot proteja omenirea de catastrofe catastrofale

Lansarea mânerului SM-3 Block IB de la un crucișător cu rachete ghidate USS Lake Erie (CG 70). Credit: Marina SUA În curând viața pe...

Situl de legare a anticorpilor conservat în variantele de virus COVID-19 – impact mare pentru vaccinurile viitoare

O echipă de cercetare Penn State a descoperit că proteinele N din barza-covi-2 sunt stocate în toate coronavirusurile epidemice legate de îngrășăminte (sus, stânga:...

Mișcări ale electronilor de ceas în interiorul unui atom: viteza obturatorului de o milionime dintr-o miliardime de secundă

Reprezentarea artistică a experimentului. Întârzierea inerentă între emisia celor două tipuri de electroni duce la o elipsă caracteristică în datele analizate. În...

Newsletter

Subscribe to stay updated.