يحب العلم السفر بعيدًا بحثًا عن ظواهر جديدة، لكن الطبيعة تذكرنا أننا في الحقيقة لم نكتشف بعد أشياء كثيرة أقرب إلينا. كان ذلك درسًا واضحًا للباحثين الذين اكتشفوا أقدم الجليد المسجل، وهو قطعة قديمة من التاريخ الجيولوجي للأرض منذ ما يقرب من 6 ملايين سنة.
بالنسبة لمقالة نشرت في 28 أكتوبر في مجلة Proceedings of the National Academy of Sciences، يصف مركز استكشاف أقدم الجليد، أو COLDEX، التركيبة الغامضة لنواة جليدية عمرها 6 ملايين عام تم جمعها من آلان هيلز، وهي عائلة من التلال المتجمدة في جنوب شرق القارة القطبية الجنوبية. ومن خلال الدراسة الدقيقة لتكوين فقاعات الهواء الصغيرة، والتربة الصقيعية، وغيرها من الرواسب المجمدة بداخلها، استنتج الباحثون إعادة بناء رائعة للغلاف الجوي للأرض منذ ملايين السنين في الماضي.
وقالت سارة شاكلتون، مؤلفة الدراسة الرئيسية وعالمة الجيوفيزياء في معهد وودز هول لعلوم المحيطات، لموقع جيزمودو في رسالة بالبريد الإلكتروني، إن العينات تقدم “لقطات مناخية متقطعة أقدم بكثير وتمتد إلى فترة أكثر دفئًا في تاريخ الأرض”.
أحدث نواة جليدية أقدم بمرتين تقريبًا من أقدم نواة جليدية متقطعة مسجلة سابقًا، ويعود تاريخها إلى حوالي 2.7 مليون سنة، وفقًا للورقة البحثية.
آلات الزمن المجمدة
نوى الجليد، كما يوحي اسمها، عبارة عن عينات صلبة أسطوانية الشكل يتم حفرها من الصفائح الجليدية. يضم شرق القارة القطبية الجنوبية بعضًا من أقدم الجليد في العالم، على الرغم من أن الوصول إليه يتطلب حفر ما يصل إلى 6500 قدم (2000 متر) تحت الأرض، مع الالتزام بالطبع بالمبادئ التوجيهية الدولية للحفاظ على البيئة.
قال شاكلتون: “تقليديًا، كلما قمت بالحفر بشكل أعمق، كلما أصبح الجليد أقدم، لكن الأمور أكثر تعقيدًا بعض الشيء في تلال آلان، حيث يبرز الجليد القديم جدًا على السطح”.
وأضافت: على وجه الدقة، فإن تلال آلان شديدة البرودة والرياح، مما يمكّن الجليد القديم من البقاء بالقرب من السطح، على ارتفاع حوالي 300 إلى 650 قدمًا (100 إلى 200 متر)، ولكنه يجعل أيضًا الرحلات الاستكشافية الشخصية صعبة للغاية. ومع ذلك، تمكن الفريق من استعادة ثلاث عينات جليدية جديدة على مدى عدة سنوات من التخييم في آلان هيل لعدة أشهر في كل مرة.
نافذة على الماضي
بمجرد جمع النوى، أخذ الفريق قياسات تفصيلية لنظائر الأرجون لفقاعات الهواء المحاصرة داخل العينات. وهذا سمح للباحثين بتحديد عمر كل عينة. واستخدموا أيضًا التحليل الطيفي بالليزر لتحديد نظائر الأكسجين المختلفة في المياه الذائبة، مما كشف أن المنطقة المقابلة لتلال آلان اليوم شهدت انخفاضًا تدريجيًا وطويل الأمد في درجات الحرارة بحوالي 22 درجة فهرنهايت (12 درجة مئوية).
ومع ذلك، كانت هناك عينة واحدة، وهي الجليد القاعدي القذر، والتي كانت خالية من الغازات بشكل أساسي. وقال شاكلتون إن هذا جعل من المستحيل حتى الآن. لكن تحليل نظائر الماء لهذه العينة يشير إلى أنها تشكلت عند درجة حرارة أكثر دفئا بكثير، كما أن موقعها أسفل العينة الأقدم يشير بقوة إلى أنها قد تكون أقدم من 6 ملايين سنة.
وقال شاكلتون: “نظراً لأنه خالي من الغاز، فمن المحتمل أن يكون ماءً سائلاً متجمداً”. “لقد تكهننا حول ما يمثله وما يمكن أن يخبرنا به عن الظروف الماضية في هذا الموقع، لكنه لا يزال غامضًا إلى حد ما.”
بشكل عام، توضح النتائج إمكانات العينات الجليدية في دراسة وإعادة بناء المناخات التي مرت منذ فترة طويلة – وهي رؤية مهمة، خاصة في الفترات الأكثر دفئًا، لأنها يمكن أن توجه كيفية تعامل العلماء مع تغير المناخ الطبيعي. وفي كلتا الحالتين، تعمل شاكلتون وزملاؤها بالفعل على اكتشاف كيف يمكن لعينات الجليد الجوفية أن تجمد المعلومات الجيولوجية في الوقت المناسب.
وقالت: “نعتقد أننا قد خدشنا سطح ما هو ممكن، وهناك المزيد من البيانات القادمة، سواء القياسات الجديدة أو النوى الجديدة”. “بناءً على ما وجدناه حتى الآن، نعتقد أنه قد يكون هناك جليد أقدم يمكن اكتشافه.”