W 1966 roku inżynierowie z amerykańskiej armii przebili się przez blisko 1,5 km lodu w północno-zachodniej części Grenlandii. Wydobyli wówczas rdzeń lodowy, który przeleżał w zamrażarce ponad 50 lat, aż do 2017 roku. Po ostatnich badaniach próbek z rdzenia okazało się, że zawierają one fragmenty skamieniałych roślin. Materiał ten sugeruje, że w ciągu ostatniego miliona lat pokrywa lodowa Grenlandii ustąpiła na czas wystarczająco długi, by roślinność, być może nawet las, zapuściła korzenie i dobrze się rozwijała, co przeczy dotychczasowym ustaleniom naukowców.
W 2019 roku Andrew Christ z Uniwersytetu Vermontu (University of Vermont - UVM) przyjrzał się pod mikroskopem wydobytemu w czasach zimnej wojny materiałowi i zamiast piasku i fragmentów skał zobaczył gałązki, liście i mchy. Sugerowało to, że lód w niedawnej przeszłości geologicznej zniknął z powierzchni Grenlandii i że w miejscu pokrywy lodowej wielkości Alaski znajdował się porośnięty roślinnością krajobraz, być może las borealny.
Rdzeń lodowy został wydobyty w ramach ściśle tajnego projektu, którego celem było umieszczenie rakiet średniego zasięgu pod lodem Grenlandii, wystarczająco blisko, aby raziły cele w Związku Radzieckim. Projekt ten nosił nazwę Iceworm i był prowadzony w ramach innego projektu zwanego Camp Century. Zakładał wykopanie sieci tuneli, w których miały być składowane pociski nuklearne. Oczywiście Dania, która jest członkiem-założycielem NATO i która administruje Grenlandią, nic nie wiedziała, a oficjalnym przeznaczeniem bazy było między innymi prowadzenie badań naukowych, dlatego też wydobyto omawiany rdzeń lodowy.
Niestabilność pokrywy lodowej Grenlandii spowodowała, że cały projekt został odwołany, ale rdzeń lodowy pozostał. Początkowo przechowywano go w zamrażarkach na Uniwersytecie w Buffalo, ale w latach dziewięćdziesiątych ubiegłego wieku trafił do Kopenhagi, gdzie przeleżał kolejne dziesięciolecia.
Odkryto go ponownie dopiero w 2017 roku, kiedy naukowcy z Uniwersytetu w Kopenhadze sortowali przechowywane próbki w celu przeniesienia ich do nowej zamrażarki. Kiedy zdali sobie sprawę, co mają w rękach, zmobilizowali zespół do zbadania starożytnych próbek. Okazało się, że rdzeń zawiera skamieniałe liście i gałązki zmieszane z pradawnymi osadami.
Od czasów ponownego odkrycie międzynarodowy zespół naukowców, kierowany przez Paula Biermana z UVM, w którego skład weszli też Joerg Schaefer z Uniwersytetu Columbia i Dorthe Dahl-Jensen z Uniwersytetu w Kopenhadze oraz wspomniany wcześniej Andrew Christ z UVM, badali te jedyne w swoim rodzaju okazy skamieniałych roślin i osadów z Grenlandii. Wyniki ich prac, które ukazały się na łamach pisma „Proceedings of the National Academy of Sciences” pokazują, że większość lub nawet cała Grenlandia, w ciągu ostatniego miliona lat, a może nawet ostatnich kilkuset tysięcy lat, musiała być wolna od lodu.
- Dno rdzenia lodowego to zamarznięte fragmenty osadów o długości około 10 centymetrów i szerokości także 10 centymetrów. Włożono je do szklanych słoików po ciastkach i oznaczono „Camp Century sub ice” - a potem o nich zapomniano. Dopiero w 2017 r., podczas inwentaryzacji materiałów przeznaczonych do nowej zamrażarki, kurator obiektu Jørgen Peder Steffensen rozpoznał dawno zaginione próbki - powiedział Christ. - Pokrywy lodowe zazwyczaj mielą i niszczą wszystko na swojej drodze, ale w tych próbkach odkryliśmy doskonale zachowane delikatne struktury roślin. To skamieniałości, ale wyglądają, jakby umarły wczoraj. To kapsuła czasu tego, co kiedyś żyło na Grenlandii – dodał.
Odkrycie to sugeruje, że lód Grenlandii całkowicie stopił się podczas ostatnich ciepłych okresów w historii Ziemi - okresów takich jak ten, który obecnie przechodzimy w związku ze zmianami klimatycznymi spowodowanymi przez człowieka.
Zrozumienie zachowania pokrywy lodowej Grenlandii w przeszłości ma kluczowe znaczenie dla przewidywania, jak zareaguje ona na ocieplenie klimatu w przyszłości i jak szybko się stopi. Jest to bardzo ważne. Uczeni wcześniej oszacowali, że utrata pokrywy lodowej Grenlandii spowoduje podniesienie się poziomów mórz o około sześć metrów. To oznacza, że każde przybrzeżne miasto na świecie jest zagrożone.
Nowe badanie dostarcza najsilniejszych jak dotąd dowodów na to, że Grenlandia jest bardziej krucha i wrażliwa na zmiany klimatyczne niż wcześniej sądzono, a ryzyko nieodwracalnego stopienia się jej pokrywy lodowej jest poważne.
Przez większą część plejstocenu, okresu zlodowaceń obejmującego ostatnie 2,6 miliona lat, pokrywa lodowa Grenlandii miała się dobrze nawet podczas cieplejszych okresów zwanych interglacjałami. Przynajmniej tak do tej pory uważali naukowcy. Jednak okres ten jest słabo poznany, a dotychczasowym przekonaniom przeczą odkryte w zimnowojennym rdzeniu lodowym fragmenty rośli. Sugerują one, że w pewnym momencie w ciągu ostatniego miliona lat - prawdopodobnie w ciągu ostatnich kilkuset tysięcy lat - większość Grenlandii była wolna od lodu.
Nowe badania jasno pokazują, że lód Grenlandii całkowicie ustąpił przynajmniej raz w ciągu ostatniego miliona lat. Wówczas jej powierzchnia była pokryta roślinnością, w tym mchem i być może nawet lasami. Ustalenia te pokrywają się z danymi zebranymi z dwóch innych rdzeni lodowych z Grenlandii, wydobytymi z centrum wyspy w latach 90. Połączenie tych danych daje naukowcom bezprecedensowy obraz zmieniającej się pokrywy lodowej Grenlandii.
Zespół naukowców wykorzystał serię zaawansowanych technik analitycznych, które nie były dostępne dla naukowców 50 lat temu. Zbadali osady i skamieniałe rośliny. Zmierzyli też proporcje rzadkich izotopów glinu i berylu, które gromadzą się w minerałach tylko wtedy, gdy ziemia jest odsłonięta i wystawiona na działanie promieniowania kosmicznego. Dzięki temu uczeni dowiedzieli się, jak długo minerały były odsłonięte na powierzchni, a jak długo znajdowały się pod lodem.
Na podstawie stosunków tych izotopów autorzy badań ustalili, że gleba, w której rosły pradawne, grenlandzkie rośliny, ostatnio widziała światło słoneczne od kilkuset tysięcy do około miliona lat temu. Oznacza to, że region stopił się całkowicie i pozostał w takim stanie wystarczająco długo, aby promienie kosmiczne utworzyły te izotopy. Jak przyznali badacze, osady z tego rdzenia przypominają te z dzisiejszych ekosystemów tundry na Grenlandii.
Naukowcy wykorzystali także datowanie termoluminescencyjne, dzięki któremu oszacowali czas, jaki upłynął od wystawienia osadu na działanie światła. Z kolei datowanie radiowęglowe kawałków drewna znalezionych w lodzie oraz analiza sposobu ułożenia warstw lodu i gruzu pozwoliło zespołowi umieścić topnienie w przedziale czasowym z dokładnością do ostatniego miliona lat.
Dawne ekosystemy nie zostały wymazane w zapomnienie mimo tysięcy lat spędzonych pod grubą pokrywą lodową. Historia tych żywych krajobrazów pozostała uchwycona pod stosunkowo młodym lodem, który uformował się na powierzchni ziemi, zamarzł w miejscu i utrzymuje je w bezruchu.
Jeśli ustalenia uczonych są poprawne, to nie wróży to dobrze stabilności obecnej pokrywy lodowej Grenlandii w odpowiedzi na zmiany klimatyczne spowodowane przez człowieka. - Nasze badania pokazują, że Grenlandia jest znacznie bardziej wrażliwa na ocieplenie klimatu, niż dotąd myśleliśmy. Wiemy już, że wymykające się spod kontroli ocieplenie planety spowodowane przez ludzkość znacznie przekracza tempo naturalne. To ważne, ponieważ wkraczamy w cieplejszą przyszłość. Nasz system klimatyczny ma delikatną równowagę. Jeśli wystarczająco się zmieni, może stopić duże części pokryw lodowych i podnieść poziom mórz, a to spowodowałoby zalanie dużych części najgęściej zaludnionych obszarów na Ziemi – podkreślił Christ.
Źródło: University of Vermont, fot. Joshua Brown/UVM
