ประวัติศาสตร์โลกบนน้ำแข็ง
เมื่อมองจากภายนอก โรงเก็บของในวิทยาเขตของมหาวิทยาลัยนิวแฮมป์เชียร์ (UNH) ในเดอรัมดูไม่เด่นพอ เมื่อเทียบกับกล่องขนาด 48 x 12 ฟุตมาตรฐานสีขาว มันดูไม่โดดเด่นนักจากภายใน ทั้งที่มีจิ๊กซอว์ไฟฟ้าและชั้นวางซึ่งบรรจุน้ำแข็งไว้หลายพันถัง นี่ไม่ใช่ตู้เก็บน้ำแข็งทั่วไปของคุณอย่างไรก็ตาม ประกอบด้วยแถบน้ำแข็งยาวสองไมล์ที่เจาะจากแผ่นน้ำแข็งขนาดใหญ่ในกรีนแลนด์ ยิ่งกว่านั้น น้ำแข็งนี้เก็บข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับสภาพอากาศของโลกในช่วง 250,000 ปีที่ผ่านมา และนำเสนอบันทึกที่ละเอียดที่สุดในรอบ 110,000 ปีที่ผ่านมาของประวัติศาสตร์โลกของเรา
Paul Mayewski ผู้อำนวยการฝ่ายวิจัยน้ำแข็งของ UNH และหัวหน้านักวิทยาศาสตร์ของ UNH และหัวหน้านักวิทยาศาสตร์ของ UNH และหัวหน้านักวิทยาศาสตร์ของ UNH กล่าวว่า ในบางวิธี แผ่นน้ำแข็งบอกเราว่าสภาพแวดล้อมเป็นอย่างไรในละติจูดตอนเหนือเมื่อ 100,000 ปีที่แล้ว โครงการแผ่นน้ำแข็งกรีนแลนด์สอง (GISP2) บันทึกที่เป็นลายลักษณ์อักษรเหล่านี้ประกอบด้วยการอ่านอุณหภูมิเป็นส่วนใหญ่ แต่เราสามารถใช้น้ำแข็งเพื่อวิเคราะห์ตัวแปรต่างๆ ได้ถึง 45 ตัวแปร
เรื่องนี้เป็นส่วนหนึ่งของฉบับเดือนกรกฎาคม 1997 ของเรา
- ดูปัญหาที่เหลือ
- ติดตาม
Mayewski มองว่าแผ่นน้ำแข็งเป็นเครื่องย้อนเวลาซึ่งไม่เพียงแต่บอกเราเกี่ยวกับประวัติศาสตร์ของโลก รวมถึงผลกระทบของการปะทุของภูเขาไฟหลายร้อยครั้ง แต่ยังเกี่ยวกับประวัติศาสตร์ของมนุษย์ด้วย พื้นที่เก็บข้อมูลที่แช่แข็งนี้ให้ข้อมูลมากมายแก่ทั้งนักวิทยาศาสตร์โลกและนักโบราณคดี
พวกเขาสามารถดึงข้อมูลจำนวนมากจากก้อนน้ำแข็งธรรมดาได้อย่างไร? แผ่นน้ำแข็งเกาะกรีนแลนด์ประกอบด้วยหิมะที่ตกลงสู่พื้นโลกซึ่งมีสารประกอบจากอากาศ รวมทั้งสารเคมี โลหะ ฝุ่น หรือแม้แต่สารกัมมันตภาพรังสี หิมะกองทับซ้อนกันเป็นชั้นๆ ปีแล้วปีเล่า ดักจับสารเหล่านี้ แรงกดดันจากหิมะที่สะสมในที่สุดจะสร้างน้ำแข็ง และฟองอากาศที่ก่อตัวในน้ำแข็งจะผนึกตัวอย่างเล็กๆ ของชั้นบรรยากาศเอาไว้ ในห้องปฏิบัติการที่ UNH และที่อื่นๆ นักวิทยาศาสตร์สามารถระบุชั้นรายปีในวงแหวนที่เหมือนน้ำแข็งในลำต้นของต้นไม้ได้อย่างแม่นยำ เพื่อกำหนดองค์ประกอบของบรรยากาศในขณะนั้น
หอจดหมายเหตุที่แช่แข็งของกรีนแลนด์มีเศษของวิสาหกิจอุตสาหกรรมที่โดดเด่นตลอดอายุ ตัวอย่างเช่น บันทึกแสดงให้เห็นว่ามลพิษขนาดใหญ่ที่เก่าแก่ที่สุดเริ่มต้นเมื่อ 2,500 ปีที่แล้วและดำเนินต่อไปอีก 800 ปีข้างหน้า ซึ่งเป็นผลมาจากการขุดและการถลุงแร่ตะกั่วและเงินในช่วงยุคกรีกและโรมัน อันที่จริงมลพิษตะกั่วในช่วงเวลานั้นเพิ่มขึ้นเป็นสี่เท่าของระดับพื้นหลังตามธรรมชาติตามที่ Claude Boutron นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศสซึ่งทีมศึกษาก้อนน้ำแข็งจากการสุ่มตัวอย่างแบบคู่ขนานโครงการ European Greenland Ice-Core
ผลการวิจัยอื่น ๆ ระบุว่าการล่มสลายของจักรวรรดิโรมันตามมาด้วยมลพิษตะกั่วที่ลดลงอย่างต่อเนื่อง: ความเข้มข้นของตะกั่วในแกนน้ำแข็งลดลงในช่วงยุคกลางและไม่เกินระดับโรมันจนกระทั่งเริ่มการปฏิวัติอุตสาหกรรม การเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วยิ่งขึ้นไปอีกเกิดขึ้นในศตวรรษที่ 20 เมื่อความเข้มข้นของตะกั่วเพิ่มขึ้นเป็น 200 เท่าตามธรรมชาติ (ก่อนกรีกและโรมัน) น่าจะเป็นสาเหตุหลักมาจากการนำสารตะกั่วในน้ำมันเบนซินมาใช้เป็นส่วนใหญ่
สารเคมีอื่น ๆ ได้แสดงให้เห็นถึงการเพิ่มขึ้นอย่างมาก จากข้อมูลของแกนน้ำแข็ง ความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศเพิ่มขึ้นเกือบ 30 เปอร์เซ็นต์ ความเข้มข้นของก๊าซมีเทนเพิ่มขึ้นกว่าเท่าตัว และความเข้มข้นของซัลเฟต (ผลพลอยได้จากการเผาไหม้ถ่านหิน) เพิ่มขึ้นประมาณสามเท่าตั้งแต่เริ่มการปฏิวัติอุตสาหกรรม
สารก่อมลพิษชนิดใหม่เริ่มปรากฏขึ้นในกรีนแลนด์ในช่วงปลายทศวรรษ 1950 ได้แก่ สตรอนเทียมกัมมันตภาพรังสี-90 และซีเซียม-137 ซึ่งส่งผลกระทบส่วนใหญ่มาจากโครงการทดสอบนิวเคลียร์ของสหรัฐฯ โซเวียต และอังกฤษ Jack Dibb นักวิทยาศาสตร์ของ UNH ในกลุ่ม Glacier Research Group กล่าว ผลกระทบนี้ถึงจุดสูงสุดในปี 2506 และเลิกใช้ด้วยการลงนามในสนธิสัญญาห้ามทดสอบในชั้นบรรยากาศในปีนั้น เรายังคงพบอุปสรรคเล็กๆ น้อยๆ ในช่วงทศวรรษ 1970 และ 80 จากการทดสอบของจีน ฝรั่งเศส และบางทีอาจอื่นๆ ที่เราไม่รู้ เศษกัมมันตภาพรังสีเพิ่มเติมในรูปของซีเซียม-134 และ 137 ลอยไปยังกรีนแลนด์ในเดือนพฤษภาคม 2529 โดยได้รับความอนุเคราะห์จากอุบัติเหตุนิวเคลียร์เชอร์โนปิลในยูเครน เมฆกัมมันตภาพรังสีนี้ฝากไอโซโทปในน้ำแข็งแอนตาร์กติก บ่งบอกว่าดาวเคราะห์ทั้งดวงปนเปื้อนจากการหลอมละลายของแกนกลาง
คุณแก่ในอวกาศไหม
แต่เรื่องที่ไอซ์บอกไม่ได้แย่ไปซะหมด ความเข้มข้นของสารก่อมลพิษหลัก (รวมถึงตะกั่ว) ที่ไปถึงเกาะกรีนแลนด์ได้ลดลงจริง ๆ นับตั้งแต่มีการผ่านร่างกฎหมายว่าด้วยอากาศสะอาดของสหรัฐอเมริกาในปี 1970 และการลดการปล่อยมลพิษที่ตามมา มาร์ติน วาห์เลน นักฟิสิกส์จากสถาบันสมุทรศาสตร์สคริปส์และขนาดของก๊าซเรือนกระจก กล่าวว่า กว่า 100,000 ปีที่แกนน้ำแข็งเหล่านี้แผ่ขยายออกไป ระดับคาร์บอนไดออกไซด์และมีเธน ทั้งสองก๊าซเรือนกระจก ไม่เคยสูงกว่าที่เป็นอยู่ในปัจจุบัน การเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากมนุษย์นี้ช่างน่าทึ่งจริงๆ ในแง่ของความเข้มข้นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และมีเทน เขากล่าวว่า มนุษยชาติได้ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงขนาดประมาณเดียวกับที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติระหว่างช่วงเวลาน้ำแข็งและช่วงระหว่างน้ำแข็ง ในขณะที่การเปลี่ยนแปลงตามธรรมชาตินี้เกิดขึ้นในช่วงหลายหมื่นปี อย่างไรก็ตาม การเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากมนุษย์ก็เกิดขึ้นภายในไม่กี่ศตวรรษที่ผ่านมาเท่านั้น
หนึ่งในความประหลาดใจที่ใหญ่ที่สุดที่เกิดขึ้นจากโครงการ GISP2 คือการค้นพบการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอย่างรวดเร็วที่เกิดขึ้นภายในกรอบเวลาหลายทศวรรษหรือน้อยกว่า เราได้แสดงให้เห็นอย่างน้อยแปดครั้งแยกกันว่าการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศได้เกิดขึ้นอย่างกะทันหันเนื่องจากอารยธรรมกำลังพัฒนาในช่วงหลายพันปีที่ผ่านมา Mayewski กล่าว การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้อาจทำให้ผู้คนอาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง ไม่ว่าจะหนาวจัดหรือเสี่ยงภัยแล้ง หากคุณอาศัยอยู่ในพื้นที่ชายขอบเช่นนั้น อุณหภูมิหรือความชื้นที่เปลี่ยนแปลงเล็กน้อยอาจทำให้คุณเลิกกิจการได้
ตัวอย่างเช่น นักโบราณคดี Mayewski และ Yale Harvey Weiss ได้พบความสัมพันธ์ที่น่าแปลกใจระหว่างเหตุการณ์ทางภูมิอากาศใน 2,200 ปีก่อนคริสตกาล ซึ่งส่งผลให้เกิดความแห้งแล้งอย่างรุนแรงจากยุโรปไปยังอินเดีย และการล่มสลายของจักรวรรดิเมโสโปเตเมียซึ่งมีฐานอยู่ใกล้พื้นที่ทะเลทราย ตอนนี้อิรัก ไม่ได้หมายความว่าการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเป็นปัจจัยเดียว แต่อาจมีบทบาทบางอย่าง Mayewski กล่าว
Mayewski ร่วมมือกับนักโบราณคดี Tom McGovern จาก Hunter College และคนอื่นๆ เพื่อตรวจสอบความลึกลับที่มีมายาวนานเกี่ยวกับการหายตัวไปของผู้ตั้งถิ่นฐานชาวนอร์สในกรีนแลนด์ตะวันตกตั้งแต่กลางทศวรรษ 1300 บันทึกหลักระบุว่าฤดูหนาวที่หนาวเย็นจริงๆ ประมาณปี 1350 และฤดูร้อนที่หนาวเย็นขึ้นเรื่อยๆ เป็นช่วงๆ McGovern กล่าว ข่าวร้ายที่สุดสำหรับคนเหล่านี้น่าจะเป็นช่วงฤดูร้อนที่หนาวเย็นซึ่งจะช่วยลดฤดูปลูกที่สั้นลงแล้วและนั่นคือสิ่งที่เกิดขึ้น เขาเสริมว่าสภาพภูมิอากาศมักถูกสงสัยว่ามีบทบาทในการขจัดการตั้งถิ่นฐาน แต่เราต้องการข้อมูลแกนน้ำแข็งใหม่ซึ่งมีความละเอียดในระดับปีและฤดูกาลเพื่อตรึงไว้จริงๆ
แม็คโกเวิร์นหวังว่าจะได้คำตอบว่าการตายอย่างแพร่หลายของมาสโทดอน แมมมอธขนสัตว์ และสัตว์อื่นๆ เมื่อ 10,000 ปีก่อนในช่วงปลายยุคไพลสโตซีน สาเหตุหลักมาจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศหรือการปล้นสะดมของมนุษย์ มีการถกเถียงกันอย่างมากในด้านโบราณคดีเป็นเวลาหลายปี และในที่สุดข้อมูลของกรีนแลนด์สามารถช่วยเราแก้ไขได้
Mayewski คาดว่าการศึกษาในอนาคตจะทำให้เกิดความเชื่อมโยงระหว่างเหตุการณ์สภาพอากาศที่เปิดเผยในแผ่นน้ำแข็งและจุดเปลี่ยนสำคัญในประวัติศาสตร์ของมนุษย์ ขั้นตอนต่อไป เขากล่าวว่า คือการผลิตแกนน้ำแข็งจากส่วนอื่น ๆ ของโลก ดังนั้นจึงเป็นโครงการเจาะลึกที่เริ่มขึ้นเมื่อปีที่แล้วในทวีปแอนตาร์กติกา ผู้ทำงานร่วมกัน GISP2 กำลังเริ่มเปรียบเทียบข้อมูลแกนน้ำแข็งกับบันทึกสภาพภูมิอากาศที่เกี่ยวข้องซึ่งได้มาจากวงแหวนของต้นไม้ ตะกอนในทะเลสาบ และปะการัง
กุญแจสำคัญไม่ใช่แค่การรวมข้อมูลเท่านั้น McGovern กล่าวว่าคุณจำเป็นต้องนำผู้คนมารวมกันเพื่อสร้างทีมที่หลากหลาย และความร่วมมือในลักษณะนี้ระหว่างนักภูมิอากาศวิทยา นักโบราณคดี นักบรรพชีวินวิทยา และนักประวัติศาสตร์กำลังเปิดพื้นที่ใหม่ทั้งหมดที่มีศักยภาพมหาศาล ในแง่ของการใช้ประโยชน์จากเนื้อความของข้อมูลที่ล็อกไว้ลึกลงไปในแผ่นน้ำแข็งของโลก Mayewski กล่าวเสริมว่าเราเพิ่งเริ่มที่จะขีดข่วนพื้นผิวเท่านั้น
