BOORKERN IN ZUIDPOOLIJS GAAT 740.000 JAAR TERUG
Onderzoekers zijn tot een recorddiepte van 3190 meter gekomen bij het boren in Zuidpoolijs. Via ingesloten lucht kunnen zij het paleoklimaat reconstrueren.
Bron:
en
Door op de afbeelding te klikken,
komt u op de site van Nature. Het genoemde onderzoek is daar (tijdelijk) gratis
te downloaden.
DE VOLGENDE IJSTIJD zal waarschijnlijk veel langer uitblijven
dan tot dusver is aangenomen. Het huidige interglaciaal, het Holoceen, vertoont
in de 12.000 jaar dat het nu bestaat frappante overeenkomst met een
interglaciaal dat omstreeks 430.000 jaar geleden ontstond. Dat interglaciaal,
met MIS 11 aangeduid, duurde bijna 30.000 jaar.
Dat is één van de voorlopige resultaten van het onderzoek aan een geheel nieuwe
boorkern uit het ijs op de zuidpool. De boorkern bevat verijsde sneeuw inclusief
luchtinsluitsels van ruim 740.000 jaar oud. Dat wil zeggen dat de geschiedenis
van maar liefst acht complete ijstijden erin is vastgelegd. De oudste verijsde
zuidpool-sneeuw die tot dusver werd onderzocht was 420.000 jaar oud. Deze sneeuw
kwam uit de ijskern die bij de basis Vostok uit het zuidpoolijs werd gehaald en
beschreef vier ijstijden (Nature, 3 juni 1999).
De nieuwe ijskern is EDC genoemd, een afkorting van EPICA Dome
C. EPICA staat voor European Project for Ice Coring in Antarctica. Dat is een in
1995 opgesteld programma waarin met steun van de Europese Commissie en
afzonderlijke Europese staten, waaronder ook Nederland en Rusland, op twee
verschillende plaatsen in zuidpoolijs wordt geboord. In Dronning Maud Land wordt
geboord in ijs dat niet heel erg oud is, maar wel heel gedetailleerde informatie
geeft. In Dome C (ten zuiden van de Indische Oceaan, gemiddelde jaartemperatuur
min 55 graden Celsius) wordt gejaagd op het oudste ijs dat er bestaat. Het gaat
niet zonder moeilijkheden: na een technische storing moest in 1999 van voren af
aan worden begonnen.
Deze week brengt Nature (10 juni 2004) met enige ophef de eerste, nog voorlopige
uitkomsten van analyses aan ijs en lucht uit het oudste, diepste deel van de
EDC-boorkern. (Analyses aan minder oud ijs uit Dome C zijn al elders verschenen.)
Een enorme ploeg onderzoekers, met Eric Wolff van de British Antarctic Survey
als penvoerder, is als auteur opgevoerd. De gebeurtenis ging gepaard met
persconferenties en oogst ook in Science enthousiasme. De extreem oude lucht en
sneeuw die nu kan worden onderzocht beschrijft een uiterst intrigerende periode
uit de geologische geschiedenis van de aarde.
Het is al ruim veertig jaar bekend dat de kilometersdikke ijskappen op Groenland
en Antarctica een archief zijn met informatie over prehistorisch weer en klimaat.
De lagen sneeuw die er jaar in, jaar uit, en duizenden jaren lang, met de
afwisseling van de seizoen gevormd werden blijken op veel plaatsen nog volkomen
onverstoord. Overjarige sneeuw (firn) wordt onder druk van nieuwere, verse
sneeuw steeds compacter en gaat in ijs over. De lucht die tussen de sneeuw zat
opgesloten, blijft grotendeels op zijn plaats en verspreidt zich overigens
volgens bekende regels. In niet al te oud ijs zijn de afzonderlijke jaren, tot
duizenden jaren terug, boven een speciale lichtbak te herkennen zoals jaarringen
in een doorgezaagde boom. Zo zijn de uitbarstingen van de vulkanen Krakatau en
Tambora met grote precisie terug te vinden. In heel oud ijs lukt dat niet meer,
daar worden minder directe dateringsmethoden gebruikt. Doorslaggevend is vaak de
vergelijking met de chronologie die in boorkernen uit oceaansediment is
aangetroffen. Ook dat sediment (versteend slib dat in de loop van
honderdduizenden jaren neerdaalde) vertoont fijne gelaagdheid, maar met een veel
minder hoge resolutie dan het ijs. En natuurlijk zonder luchtinsluitsels.
foto rechts: Een klein stukje van de meterslange boorkern.
De
EPICA-boorkernen zijn met een speciale boorkop uit het ijs geboord en hebben een
diameter van ongeveer 10 cm. Steeds worden stukken ijs met een lengte van een
paar meter omhooggehaald. Ze worden gedeeltelijk lokaal geanalyseerd en voor een
ander deel in diepgevoren toestand afgevoerd naar laboratoria in Europa. In Dome
C is nu 3190 meter ijs omhooggehaald. Over een half jaar zal worden geprobeerd
om ook het laatste stuk ijs, ongeveer 100 meter diep, te doorboren tot aan de
rotsbodem waarop het ijs rust. Of daaruit nog nuttige informatie is te winnen,
valt nog te bezien. Vaak is heel diep onder het ijs de gelaagdheid verstoord
door de wrijving met de ondergrond. Dat was ook het geval met de ijskernen GRIP
en GISP2 die Europese en Amerikaanse onderzoekers uit het Groenlandse ijs
haalden.
schommelingen
Omdat er betrekkelijk veel materiaal is kan het ijs op een veelheid aan
eigenschappen worden onderzocht. De onderlinge verhouding van stabiele isotopen,
zoals die van waterstof (D en H), zuurstof en stikstof wordt gebruikt voor de
berekening van de gemiddelde luchttemperatuur waarbij de sneeuw viel. Van de
luchtinsluitsels worden onder meer de gehaltes kooldioxide, methaan en lachgas
bepaald na waterdamp zijn dat de voornaamste natuurlijke broeikasgassen. Stof en
zeezout geven aanwijzingen over windkracht. Enzovoort.
foto onder: Overzicht van de boorsite op Antarctica
In
feite moet het grote werk nog beginnen, maar nu al staat vast dat de EDC-kern de
informatie uit oceaansediment bevestigt: vanaf ongeveer 450.000 jaar geleden
wisselden de ijstijden elkaar af met een ritme van eens per 100.000 jaar (samenhangend
met variaties in de baanvorm van de aarde: ellips of cirkel) en daarvóór
domineerde een regelmaat van eens per 41.000 jaar. Die komt van schommelingen
van de aardas. Beide variabelen (baanvorm en asstand) zijn bepalend voor de
warmte die de aarde van de zon kan opnemen, maar waarom opeens de baanvorm
belangrijker wordt is een raadsel.
Ruwweg vindt de overgang van het ene ritme naar het andere plaats als ijstijd
MIS 12 afloopt (Termination V) en overgaat in interglaciaal MIS 11. Deze periode
is al wat beter onderzocht en het blijkt dat de overgang naar het interglaciaal
MIS 11 tot in detail precies zo verliep als de overgang van de laatste ijstijd
naar het huidige Holoceen. Vandaar het vermoeden dat het Holoceen lang gaat
aanhouden, want MIS 11 duurde 30.000 jaar. Een ander belangrijk nieuw gegeven is
dat de interglacialen van vóór 450.000 jaar geleden bij lange na zo warm niet
werden als de laatste vier. De koude toestand lijkt de natuurlijke toestand van
de aarde.