U moet dit weten om de komende klimaatveranderingen correct te kunnen voorspellen.
Op 29 november vertrok een expeditie van wetenschappers uit St. Petersburg naar Antarctica. Het omvat specialisten van de Mining University en het Arctic and Antarctic Research Institute (AARI). Een van de doelen van de expeditie is om voor het eerst te proberen betrouwbare informatie te krijgen over hoe het klimaat er een miljoen jaar of langer geleden op de planeet was.
De koolstofdioxideconcentratie stijgt enorm
… Het klimaat verandert duidelijk. En in de richting van opwarming. De winter komt eraan en in St. Petersburg is de temperatuur boven nul. En de laatste jaren wordt dit beeld regelmatig waargenomen. Afwijkingen van de gebruikelijke klimaatnormen komen nu voor in verschillende delen van de wereld
Wetenschappers zijn nog niet tot een consensus gekomen over wat de belangrijkste reden is voor dit fenomeen: cyclische klimaatveranderingen of antropogene factoren, dat wil zeggen de impact op de omgeving van de beschaving. Met het begin van het industriële tijdperk begonnen mensen immers in toenemende hoeveelheden fossiele brandstoffen te verbranden - kolen, olie en gas. Bossen worden op grote schaal gekapt, moerassen worden drooggelegd en voorheen droog land staat onder water. En dit blijft niet onopgemerkt.
"In de afgelopen tweehonderd jaar is de concentratie van koolstofdioxide in de atmosfeer gestegen van 280 tot het huidige record van 400 ppm, of 0,04 procent," vertelde Vladimir Lipenkov, hoofd van het Laboratorium voor klimaat- en milieuveranderingen bij de AARI, aan de correspondent van Komsomolskaya Pravda. - Inmiddels is al vastgesteld dat de luchttemperatuur samenhangt met het niveau van kooldioxideconcentratie. Dit werd overigens voor het eerst bewezen aan de hand van experimenten op het Russische poolstation Vostok.
Men mag echter niet vergeten dat er natuurlijke bronnen zijn van verhoogde kooldioxideconcentratie. Onder hen is het verval van organisch materiaal, zoals dode bomen en gras.
Promotie video:
Maar het klimaat wordt beïnvloed door andere factoren die cyclisch zijn. In het bijzonder de verandering in de orbitale parameters van de aarde. Overigens is het een miljoen jaar geleden dat de huidige tijdsduur van de afwisseling van ijstijden en interglaciale tijdperken ontstond - honderdduizend jaar. Voordat er veertigduizend jaar waren. Waarom dit is gebeurd, is de wetenschap nog niet bekend.
Antarctica-ijs is een waardevolle bron van informatie
Het weer is de afgelopen tweehonderd, misschien driehonderd jaar waargenomen. Ondertussen is het erg belangrijk om te weten wat er veel eerder op onze planeet is gebeurd.
"Het is een taak om het zogenaamde paleoklimaat te bestuderen, dat wil zeggen het klimaat op aarde in vroegere tijdperken, vóór de aanvang van instrumentele meteorologische waarnemingen", zegt Aleksey Yekaykin, universitair hoofddocent van de afdeling Fysische Geografie en Landschapsplanning, Instituut voor Aardwetenschappen, St. Petersburg State University. - Zonder de klimaatverandering in het verleden te begrijpen, is het onmogelijk om toekomstige veranderingen te voorspellen, en zonder dit kan geen land zijn ontwikkeling plannen.
Hoe bepalen wetenschappers hoe het klimaat er honderdduizenden ijs geleden uitzag? De meest waardevolle informatiebron hier is het ijs waaruit de gletsjers van Antarctica en Groenland bestaan.
Foto: Alexey Ekaikin. Besneeuwde tunnel in Antarctica.
Het is bekend dat ijs wordt afgezet in lagen vallende sneeuw. Laag voor laag. Tegelijkertijd ondergaan luchtbellen in de ijslagen gedurende tienduizenden jaren geen veranderingen. Er zijn technieken om de snelheid van ijsvorming te bepalen. Als je laag voor laag onderzoekt, kun je erachter komen wat de gassamenstelling van de atmosfeer in verschillende tijdperken was.
Om de temperatuur te bepalen, wordt isotopenanalyse van het ijs zelf uitgevoerd. Laten we de lezers niet vervelen met een uitleg van de fysieke aard van deze analyse. Laten we zeggen dat de relatieve concentratie van verschillende soorten watermoleculen getuigt van de grootte van de luchttemperatuur in het verleden.
Op deze manier werd het verband tussen de gemiddelde temperatuur op aarde en de concentratie kooldioxide in de atmosfeer bewezen.
Het ijs dat nodig is voor onderzoek wordt gewonnen door putten te boren. De boordiepte kan meer dan drie kilometer bedragen. De zogenaamde ijskern stijgt naar de oppervlakte. Hij wordt gestuurd voor onderzoek.
Wanneer eindigt het Holoceen?
In 1999, als resultaat van de studie van de kern gedolven in Antarctica bij het Vostok-station, waaraan wetenschappers van Sint-Petersburg deelnemen, was het mogelijk om een temperatuurreeks te bouwen van 420 duizend jaar. Het internationale team van wetenschappers dat werkt aan het EPICA-project (European Project for Ice Coring in Antarctica) op het Antarctic Concordia-station heeft nog meer succes geboekt. Ze hebben bijna achthonderdduizend jaar lang een time-sweep gehad.
“De reeds behaalde resultaten stellen ons in staat om een aantal belangrijke conclusies te trekken”, zegt Vladimir Lipenkov. - We leven nu in een andere interglaciale periode. Dit laatste, om zo te zeggen, interglaciaal, dat wetenschappers het Holoceen noemen, duurt ongeveer elfduizend jaar. Terwijl de duur van de voorgaande drie niet langer was dan zesduizend jaar. Het is heel goed mogelijk dat het dankzij zo'n lange periode van relatief stabiel en warm klimaat op onze planeet was dat de moderne beschaving is ontstaan. Een juist begrip van de huidige klimaattrends is onmogelijk zonder de volgende vragen te beantwoorden: waarom is de huidige interglaciale periode zo lang en wanneer kan deze eindigen?
Overigens hebben wetenschappers ontdekt dat de planeet een periode heeft doorgemaakt die vergelijkbaar is met de huidige, iets meer dan 400 duizend jaar geleden. Het is de wetenschap bekend onder de naam "Marine isotope stage 11" of MIS 11. Het duurde 28 duizend jaar, maar toen was er geen antropogene impact op de natuurlijke omgeving.
De deelnemers aan de expeditie in St. Petersburg hopen dat volgens de resultaten van hun werk een temperatuurreeks zal worden gebouwd die een miljoen jaar of langer duurt.
We hebben al gezegd dat er rond deze tijd op aarde een overgang was van 40.000 jaar periodiciteit in de overgang van glaciale en interglaciale tijdperken naar 100.000 jaar. En de redenen die hebben geleid tot de herstructurering van het klimaatsysteem van de planeet zijn onbekend. En dit is belangrijk om te weten. Om de rol van de koolstofcyclus bij de wereldwijde klimaatverandering beter te begrijpen. Merk op dat de atmosfeer niet alleen koolstof bevat in de vorm van kooldioxide, maar ook in de vorm van koolmonoxide en methaan.
Foto: Alexey Ekaikin. Boorcomplex, met behulp waarvan ijskern wordt gewonnen.
Volgens Vladimir Lipenkov heeft de expeditie naar Antarctica verschillende taken. Onder hen, om de tijd van ijsvorming te bepalen, die in de buurt van het Vostok-station ligt in het diepte-interval van 3310-3539 meter; om de nodige gegevens te verkrijgen over veranderingen in het klimaat en de gassamenstelling van de atmosfeer in de afgelopen 1-1,5 miljoen jaar vanuit de kern die uit deze diepten is opgetrokken; de rol van individuele klimaatvormende factoren onderzoeken, in het bijzonder veranderingen in de concentratie van broeikasgassen in de atmosfeer van de aarde, bij de wereldwijde herstructurering van het klimaatsysteem.
Na de voltooiing van de expeditie is "Komsomolskaya Pravda" van plan om over de resultaten te vertellen.
referentie
In december 1997 ondertekende Japan het Protocol van Kyoto, dat ontwikkelde landen en landen met een overgangseconomie verplichtte de uitstoot van broeikasgassen te verminderen of te stabiliseren. De Europese Unie - met acht procent, de Verenigde Staten - met zeven, Japan en Canada - met zes, de landen van Oost-Europa en de Baltische staten - met gemiddeld acht, Rusland en Oekraïne - om de gemiddelde jaarlijkse uitstoot in 2008-2012 op het niveau van 1990 te houden. In april 2016 werd de Overeenkomst van Parijs ondertekend, waarin maatregelen worden geregeld om de kooldioxide in de atmosfeer vanaf 2020 te verminderen. Op 1 juni 2017 kondigde de Amerikaanse president Donald Trump officieel de terugtrekking van de VS uit deze overeenkomst aan.
Trouwens
Sinds het begin van de 20e eeuw is de gemiddelde jaarlijkse luchttemperatuur op aarde met 0,74 ° C gestegen en bedraagt nu 15,1 graden.
DAVID GENKIN
