Przewidywanie przyszłości klimatu na podstawie dawnych erupcji wulkanów
Określenie dokładnego czasu, tempa i fazy zmienności klimatycznej umożliwia naukowcom stworzenie dokładnych modeli symulacji przyszłych zachowań oceanów i atmosfery, na które wpływ ma działalność człowieka. Możliwe byłoby również ustalenie związków między dowodami na uwalnianie CO2 z głębokich wód Oceanu Południowego a dowodami na występowanie w przeszłości wahań zawartości CO2 w rdzeniu lodowym. Te badania mogą być przydatne w określeniu przyszłej reakcji Ziemi na rosnący poziom CO2. W ramach finansowanego przez UE projektu SHARP zbadano relacje czasowe między wielkoskalowymi zmianami klimatu atmosferycznego i oceanicznego, które miały miejsce 10–40 tys. lat wcześniej i które mają odzwierciedlenie w rdzeniach morskich z Oceanu Południowego i w rdzeniach lodowych z Antarktydy. Badania w ramach projektu przeprowadzono dzięki wsparciu programu „Maria Skłodowska-Curie”. Badacze wydobyli popiół wulkaniczny z erupcji z tamtego okresu i zidentyfikowali próbki w laboratorium. Ich szczególną uwagę przykuły szklane twory powstałe podczas erupcji wulkanu i zachowane w osadach. „Te szklane twory są obecne w tak niskich stężeniach, że warstwy popiołu nie są widoczne podczas oględzin rdzeni, tak zwanych kryptotefras”, mówi badacz Peter Abbott.
Zlokalizowane erupcje wulkaniczne
Szklane twory zostały poddane analizie geochemicznej w celu określenia, z którego wulkanu powstały. „Analizy te mogą być również wykorzystywane jako pomiary charakterystyczne, które umożliwią skorelowanie warstw między osadami, a następnie znajdą zastosowanie jako mapa pozwalająca na zlokalizowanie tych samych zdarzeń wulkanicznych w zapisach rdzeni lodowych Antarktydy”, wyjaśnia Abbott. Rezultaty badania wskazywały, że najprawdopodobniej osady powstały w wyniku innych procesów, które opóźniły osadzanie się szklanych tworów po erupcjach wulkanicznych. Według Abbotta „procesami wtórnymi, które mogły spowodować odkładanie się szklanych tworów w tych miejscach, były m.in. przemieszczające się góry lodowe i masy lodu morskiego oraz zmienność prądów dennych ze względu na migrację prądów oraz ich zmiany w ich prędkości”. Ogólne ustalenie, że procesy wtórne miały istoty wpływ na przemieszczanie się szklanych tworów pochodzenia wulkanicznego do Oceanu Południowego 10–40 tysięcy lat temu może pomóc w określeniu przeszłych zmian w warunkach paleoceanograficznych w Oceanie Południowym. „Kolejność zdarzeń sugeruje, że okresy powstawania osadów i okresy ich pozbawione miały miejsce w tym samym czasie na obu obszarach, co wskazuje, że procesy miały zasięg regionalny, a nie lokalny”, komentuje Abbott.
Procesy kryjące się za powstawaniem osadów
Trwają prace nad ustaleniem, w ramach jakich procesów odbywał się transport, a następnie osadzanie szklanych tworów w badanych miejscach oraz czynników wpływających na zmiany w czasie. „Takie ustalenia mogą być cennym źródłem informacji na temat funkcjonowania oceanu w tym okresie oraz o zmianach paleoceanograficznych, których nie można określić na podstawie innych procesów charakterystycznych”, zauważa Abbott. Uzyskano również długoterminowe dane dotyczące zmienności odkładania się materiału wulkanicznego (tefry) w Oceanie Południowym w wyższej rozdzielczości niż w poprzednich badaniach. Dało to wyraźniejszy obraz procesów wtórnych, które doprowadziły do powstania osadów tefry i pozwoliło naukowcom ocenić, czy wszystkie zdarzenia były wynikami tych samych procesów. Chociaż program SHARP nie mógł bezpośrednio przyczynić się do zrozumienia momentu wystąpienia minionych zmian klimatycznych, pomógł naukowcom określić, jakie inne techniki powinny być stosowane, aby zbadać związek czasowy między oceanicznymi i atmosferycznymi zmianami klimatycznymi zaobserwowanymi w danym regionie. Abbott podsumowuje: „SHARP ukazuje również złożoność badań tefrochronologicznych w środowisku morskim poprzez podkreślenie zakresu procesów wpływających na te zapisy, które należy uwzględnić podczas badania jakichkolwiek sekwencji morskich”.
Słowa kluczowe
SHARP, wulkaniczne, Ocean Południowy, szklane twory, Antarktyka, rdzeń lodowy, zmiany klimatyczne, kryptotefra, wulkan
