Вчені знайшли найдавніше повітря на Землі віком 6 мільйонів років

Учені з Океанографічного інституту Вудс-Гоул знайшли в Антарктиді найстаріший зразок льоду, який коли-небудь вдалося безпосередньо датувати. Виявлений лід, що містить мікроскопічні частинки повітря, сформувався близько шести мільйонів років тому — наприкінці епохи міоцену. Знахідка стала результатом досліджень міжнародної наукової команди під керівництвом гляціолога Сари Шеклтон, пише ScienceAlert.

Як йдеться в дослідженні, опублікованому в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), зразки отримали з глибини понад 200 метрів під час буріння в районі Аллан-Гіллз — одному з найстаріших і найунікальніших льодовикових полів Антарктиди. Саме там протягом мільйонів років накопичувався лід, який зберіг сліди атмосфери далекого минулого. 

“Крижані керни — це своєрідна машина часу, що дозволяє побачити, якою була Земля в далекому минулому. Наші зразки з Аллан-Гіллз дають змогу зазирнути ще глибше, ніж ми вважали можливим”, — пояснила Шеклтон.

Антарктида вважається одним із небагатьох місць на планеті, де кліматичні дані можуть зберігатися мільйони років. Через постійне накопичення снігу й льоду там утворюються природні архіви, які містять сліди минулих температур, концентрацій газів та інших показників. 

У районі Аллан-Гіллз цей процес має особливі умови: вітри здувають новий сніг, а надзвичайний холод уповільнює рух льодовикових мас. Це дозволило стародавньому льоду залишитися ближче до поверхні, ніж в інших частинах континенту.

Зразки льоду, які не мають видимих повітряних бульбашок, усе ж зберігають мікроскопічні кишені стародавнього повітря, що заповнюють порожнини у структурі кристалів. Саме вони дозволяють вченим вивчати склад атмосфери минулих геологічних епох.

Проєкт COLDEX Національного наукового фонду США пробурив три крижані керни з глибин 150, 159 і 206 метрів. Науковці очікували знайти лід віком до трьох мільйонів років, який відповідає періоду пліоцену, проте результати перевершили всі очікування. 

За допомогою аргонового ізотопного датування вчені встановили, що найглибший шар льоду має вік близько шести мільйонів років. Це означає, що знайдені зразки сформувалися ще до початку пліоцену — у часи, коли клімат Землі суттєво відрізнявся від сучасного.

“Ми знали, що лід у цьому регіоні старий, але не думали отримати матеріал, який сягає епохи міоцену. Це відкриття значно перевершило наші очікування”, — зазначив керівник проєкту COLDEX, палеокліматолог Ед Брук з Університету штату Огайо.

Подальший ізотопний аналіз кисню показав, що шість мільйонів років тому температура в Антарктиді була приблизно на 12°C вищою, ніж сьогодні. Дослідники вважають, що охолодження континенту до сучасного стану відбувалося поступово, а не через різкі кліматичні зміни. Ці дані допомагають зрозуміти, як саме формувалися нинішні полярні умови і як вони можуть реагувати на глобальне потепління у майбутньому.

Наступним етапом дослідження стане відновлення складу атмосфери того часу — зокрема концентрації парникових газів, таких як вуглекислий газ і метан. Науковці також планують продовжити буріння в Аллан-Гіллз у межах довгострокової програми, яка триватиме з 2026 до 2031 року. 

“Враховуючи напрочуд старий лід, який ми виявили в Аллан-Гіллз, ми також розробили комплексне довгострокове нове дослідження цього регіону, щоб спробувати розширити записи ще далі в часі”, — підсумував Брук.

Нещодавно вчені виявили специфічні мікроорганізми — неціанобактеріальні діазотрофи (НЦД), які процвітають під арктичною морською кригою, хоча раніше вважалося, що азотфіксація у цих холодних і темних умовах неможлива. Ці мікроби, здатні засвоювати атмосферний азот і перетворювати його на життєво необхідні для екосистем сполуки, можуть мати глобальний вплив.