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

สิ่งที่เราไม่รู้

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

ซ่อน

เทคโนโลยีจริง

หมวดหมู่

Uncategorized

เทคโนโลยี

เทคโนโลยีชีวภาพ

นโยบายด้านเทคนิค

อากาศเปลี่ยนแปลง

นโยบายทางเทคนิค

มนุษย์และเทคโนโลยี

หุบเขาซิลิคอน

คอมพิวเตอร์

นิตยสาร Mit News

ปัญญาประดิษฐ์

ช่องว่าง

เมืองอัจฉริยะ

บล็อกเชน

สารคดีเรื่อง

ประวัติศิษย์เก่า

การเชื่อมต่อศิษย์เก่า

ฟีเจอร์ข่าว Mit

พ.ศ. 2408

มุมมองของฉัน

77 Mass Ave

พบกับผู้เขียน

โปรไฟล์ในความเอื้ออาทร

เห็นในวิทยาเขต

จดหมายศิษย์เก่า

ข่าว

การเลือกตั้งปี 2020

ด้วยดัชนี

ภายใต้โดม

นิตยสารข่าว Mit

ท่อดับเพลิง

เรื่องราวที่ไม่มีที่สิ้นสุด

โครงการเทคโนโลยีการแพร่ระบาด

จากท่านประธาน

ปกเรื่อง

แกลเลอรี่ภาพ

แนะนำ