Nowe techniki datowania odkrywają historię Antarktydy
Geologiczna i klimatyczna historia Antarktydy nie jest dobrze znana głównie z powodu spowijającej Antarktydę pokrywy lodowej znacząco utrudniającej obserwacje lądowe. Korzystając z metody datowania rozdrobnienia, zespół ComAnt określił czas przenoszenia osadów morskich na Antarktydzie, co pozwoliło zrekonstruować zależności pomiędzy szybkością przenoszenia a globalnymi wzorcami klimatycznymi. Czas, jaki upłynął między zmieleniem fragmentów skał do postaci cząstek o średnicy zaledwie kilku mikronów (z uwzględnieniem procesu przenoszenia i wieku osadu) a chwilą obecną jest określany jako „wiek rozdrobnienia”. Wiek ten określa się poprzez pomiar rozpadu promieniotwórczego jednego z izotopów uranu (234U), który pełni rolę zegara geologicznego i umożliwia naukowcom szacowanie wieku formowania się cząstek, a nie całych skał lub minerałów. „Datowanie rozdrobnienia jest bardzo skomplikowane, a końcowe wyniki są silnie zależne od wielu czynników, w tym czasu trwania procesu przenoszenia osadów, intensywności wietrzenia, geometrii cząstek oraz charakterystyki minerału. Wszystkie one mają różny wpływ na efekty ługowanie kwasem różnych próbek” – wyjaśnia koordynator projektu, dr Adi Torfstein. Celem zapewnienia odpowiedniego poziomu dokładności badacze przeanalizowali wiek rozdrobnienia dużej liczby osadów morsko-lodowcowych z różnych punktów Oceanu Południowego. Ocenili również naturalne i analityczne czynniki mające znaczenie dla przyjętego podejścia datowania rozdrobnienia. Szybsze przenoszenie osadów w okresach międzylodowcowych Próbki do badań zostały pobrane na Morzu Amundsena Sea oraz w górach lodowych Howe i Achernar w zatoce Morza Rossa, jak również na Morzu Weddella znajdującym się za Prądem Wiatrów Wschodnich przenoszącym zerodowane cząstki osadów wzdłuż całego wybrzeża Wschodniej Antarktydy. Do Morza Weddella spływają również produkty erozji – w postaci osadów kontynentalnych – z Zachodniej i Wschodniej Antarktydy. „Morze to jest zlewiskiem dwóch ważnych i dobrze opisanych ścieżek transportu osadów, zaś pobrane z niego próbki co pozwalają naukowcom lepiej poznać mechanizmy i skalę czasową tego zjawiska” – twierdzi dr Torfstein. Uzyskane wyniki wskazują, że szybkość przenoszenia się osadów z Antarktydy do oceanu jest większa w okresach międzylodowcowych (w skali 100 – 200 tysięcy lat), kiedy to poziom i temperatura wód morskich są wyższe, a pokrywa lodowa – cieńsza. W okresach zlodowacenia jest wręcz przeciwnie – czas transportu osadów jest od 2 do 5 razy dłuższy. Ponadto produkty erozji kontynentalnej są ważnym źródłem składników odżywczych dla oceanów, kontrolującym żyzność wód, a tym samym ich zdolność do wychwytywania gazów cieplarnianych z atmosfery. Jak zauważa dr Torfstein: „Wydaje się, że z tej perspektywy ocieplenie klimatu może zahamować negatywne działanie pewnych mechanizmów zwrotnych”. Dokładniejsze poznanie dawnych zmian klimatu Rezultaty projektu COMANT rzuciły nowe światło na ogólne zależności pomiędzy zmianami klimatu a mechanizmami transportu na kontynentach i w oceanach, szczególnie w późnym czwartorzędzie. Zdaniem dr Torfsteina: „Skale czasowe tych procesów są ściśle powiązane ze skalami czasowymi okresów międzylodowcowych, ale nie mają dużego znaczenia dla interpretacji krótkoterminowych zmian klimatu i/lub zmian poziomu mórz”. Z wyników projektu korzyści odniosą naukowcy badający zmiany klimatu w czwartorzędzie oraz pochodzenie i geochemię osadów. Odkryta przez zespół wyjątkowa zależność między globalną zmianą klimatu, procesami kontynentalnymi, takimi jak ewolucja tektoniczna i erozja powierzchni, a procesami morskimi wpływającymi na obciążenie cząstkami i dostępność składników odżywczych z pewnością dostarczy cennych informacji dla interpretacji i rekonstrukcji historii oceanów, co ma kluczowe znaczenie dla zrozumienia potencjalnych przyszłych zmian klimatycznych.
Słowa kluczowe
COMANT, Antarktyda, przenoszenie osadów, wiek rozdrobnienia, późny czwartorzęd
