Jääytimet

Jääytimet  ovat ytimiä , jotka on otettu jäälevystä , useimmiten Etelämantereen , Grönlannin napajäätiköiden tai korkeiden vuorten jäätiköiden jäästä . Koska jää muodostuu kasautuvista puristuneista lumikerroksista , alla olevat kerrokset ovat vanhempia kuin päällä olevat, jääytimissä on jäätä, joka on muodostunut useiden vuosien aikana. Jään ja jään kiteisten sulkeumien ominaisuuksien avulla voidaan simuloida ilmastonmuutosta ytimen muodostumisvälissä, yleensä isotooppianalyysillä . Niiden avulla voit luoda uudelleen lämpötilan muutoksen ja muuttuvien ilmakehän olosuhteiden historian. [yksi]

Jääsydämissä on riittävästi tietoa ilmastosta . Lumeen jääneet sulkeumat jäävät jäähän, ja ne voivat sisältää tuulen puhaltamaa pölyä , tuhkaa , ilmakuplia ja radioaktiivisia aineita. Ilmastomittausten monimuotoisuus on suurempi kuin mikään muu luonnollinen tapaustyökalu, kuten puiden renkaat tai sedimentit. Sisällöt tarjoavat tietoa lämpötilasta, valtameren tilavuudesta, sademäärästä, kemiallisista ja fysikaalisista olosuhteista ilmakehän alaosassa, tulivuoren aktiivisuudesta, auringon aktiivisuudesta, merenpinnan tuottavuudesta, aavikoitumisesta ja metsäpaloista.

Ennätyspituus riippuu jääytimen syvyydestä ja vaihtelee useista vuosista 800 tuhanteen vuoteen en:EPICA -ytimillä . Ajallinen erottelukyky (lyhyin aika, joka voidaan erottaa tarkasti) riippuu vuotuisesta lumisateen määrästä ja pienenee syvyyden myötä, kun jää puristuu oman painonsa alaisena. Ytimen ylemmät jääkerrokset vastaavat yhtä vuotta tai jopa yhtä vuodenaikaa. Mitä syvemmälle, sitä ohuempia kerrokset ovat, ja yksittäiset vuotuiset kerrokset lakkaavat eroamasta.

Eri paikoista peräisin olevien jääsydämien avulla voidaan rakentaa jatkuva ja yksityiskohtainen kuva ilmastonmuutoksesta satojen tuhansien vuosien ajalta, jolloin saadaan tietoa useista ilmaston näkökohdista kulloinkin. Kyky korreloida tietoa eri ytimistä ajan myötä tekee jääytimistä tehokkaan työkalun paleoklimaattiseen tutkimukseen.

Jäälevyn rakenteet ja ytimet

Jääpeite muodostuu lumesta. Se, että tällainen jää ei sula kesällä, johtuu lämpötilasta, joka tällä alueella harvoin ylittää sulamispisteen. Monissa paikoissa Etelämantereella ilman lämpötila on aina selvästi veden jäätymispisteen alapuolella. Jos kesälämpötilat alkavat ylittää sulamispisteen, jääytimen ennätykset vaurioituvat niin pahoin, että ne ovat täysin hyödyttömiä sulamisveden tihkuessa lumeen.

Pintakerros koostuu useissa muodoissa olevasta lumesta, jossa on ilmaonteloita. Kun lumi kerääntyy edelleen hautautuneisiin kerroksiin, se puristuu ja muuttuu firniksi , rakeiseksi materiaaliksi, jonka rakenne muistuttaa kidesokeria. Ilmaontelot jäävät, jolloin ympäristöstä tuleva ilma pääsee kiertämään sisällä. Lumen vähitellen kerääntyessä rakeinen jää tiivistyy ja ilmahuokoset sulkeutuvat jättäen osan ilmasta sisälle. Koska ilma voi kiertää lumikerroksen sisällä jonkin aikaa, jään ikä ja kaasusulkeutumien ikä voivat vaihdella olosuhteista riippuen jopa satoja vuosia. Vostokin asema kirjasi 7 tuhannen vuoden eron kaasun ja sen sisältävän jään iässä [1] .

Kun paine kasvaa jossain syvyydessä, firn, "rakeinen jää", muuttuu jääksi . Tämä syvyys voi vaihdella muutamasta metristä kymmeniin, yleensä jopa 100 metriin (Antarktiksen ytimillä). Tämän tason alapuolella materiaali on jäässä ja on kiteistä jäätä . Jälkimmäinen voi olla läpinäkyvä tai sininen.

Kerrokset voivat olla visuaalisesti erilaisia ​​rakeisessa ja normaalissa jäässä huomattavassa syvyydessä. Jäätikön huipulla, jossa pääjäällä on vähän taipumusta liukua, muodostuu siistejä kerroksia minimaalisilla vaurioilla. Kun jään alemmat kerrokset ovat liikkuvia, syvillä kerroksilla voi olla merkittävästi erilaisia ​​ominaisuuksia ja vääristymiä. Jäätikön pohjan läheltä otettuja ytimiä on usein vaikea analysoida rakenteellisista muutoksista johtuen ja ne sisältävät yleensä koostumuksia alla olevasta pinnasta.

Firnin ominaisuudet

Etelämantereen jääpeitteessä oleva huokoinen firn -kerros sijaitsee 50-150 metrin syvyydessä [1] . Mikä on paljon pienempi kuin jäätikön kokonaissyvyys.

Ilmakehän ilma ja firn-kaasu sekoittuvat hitaasti molekyylidiffuusiolla, kun ne kulkevat huokosten läpi; kaasupitoisuudet tasautuvat asteittain. Lämpödiffuusio on syy isotooppierottumiseen firnissä, mikä tapahtuu nopean lämpötilan muutoksen seurauksena, kun jään sisällä oleviin kupliin loukkuun jääneen ilman isotooppisessa koostumuksessa on eroja jään pohjaan loukkuun jääneen ilman koostumuksesta. firn. Tämä kaasu voi diffundoitua pitkin firnia, mutta ei yleensä karkaa, paitsi alueilla, jotka ovat hyvin lähellä pintaa.

Firnin alapuolella on vyöhyke, jossa on kausiluonteisia kerroksia, joissa on vuorotellen avoimia ja suljettuja huokosia. Nämä kerrokset tiivistyvät yllä olevien kerrosten paineen vuoksi. Kaasujen ikä kasvaa nopeasti kerrosten syvyyden myötä. Erilaiset kaasut erottuvat kupliksi firnien (rakeisen jään) muuttuessa tavalliseksi jääksi. [2]

Core louhinta

Ydin uutetaan erottamalla se ympäröivästä massasta. Pehmeiden materiaalien tapauksessa ontto putki voi riittää. Kun porataan syvälle kiinteään jäähän ja mahdollisesti alla olevaan kallioon, putkimaisilla porailla leikataan sylinterimäinen ontelo sydämen ympärille. Leikkuumekanismi sijaitsee poran pohjassa. Saadun näytteen enimmäispituus on yhtä suuri kuin poran pituus (GISP2:n ja Vostok-aseman tapauksessa se on 6 m). Tällaisten pitkien hylsyjen poistamiseen tarvitaan useita työjaksoja poran kokoamiseksi uudelleen ja sen tuomiseksi pinnalle puhdistusta varten.

Koska syvä jää on paineen alaisena ja pyrkii muotoutumaan, yli 300 metrin syvyydestä peräisin olevien ytimien jättämät ontelot sulkeutuvat ajan myötä. Tämän prosessin estämiseksi ne täytetään nesteellä. Tällaisen nesteen (tai nesteiden seoksen) on täytettävä samanaikaisesti useita kriteerejä, kuten haluttu tiheys, alhainen viskositeetti, pakkaskestävyys, turvallisuus työsuojelun ja luonnon kannalta. Sinun on myös otettava huomioon tietyn louhintamenetelmän erityisvaatimukset.

Aiemmin on testattu monia erilaisia ​​nesteitä ja niiden seoksia. GISP 2:sta (1990-1993) lähtien Yhdysvaltain Etelämanner-ohjelma on käyttänyt n-butyyliasetaattia , mutta sen myrkyllisyys, syttyvyys ja aggressiiviset liuotinominaisuudet ovat kyseenalaistaneet sen käytön jatkumisen. Eurooppalainen yhteisö, mukaan lukien Venäjä, keskittyi luomaan kaksikomponenttista nestettä, joka koostuu kevyistä hiilivedyistä (Vostokin asemalla käytettiin kerosiinia) ja "tiivisteaineesta" ( freoni ), jonka ansiosta seoksen haluttu tiheys saavutetaan. Monia tiivistysaineita pidetään kuitenkin myös liian myrkyllisinä, eivätkä ne ole enää sallittuja otsonikerrosta heikentäviä aineita koskevan Montrealin pöytäkirjan nojalla. [3] . Huhtikuussa 1998 Devon Ice Capissa käytettiin puhdistettua lamppuöljyä . Todettiin, että devonikauden ytimissä, jotka ovat syvemmällä kuin 150 m , kerrostumista piilottivat mikromurtumat. [neljä]

Linkit

1. ↑ fi: British Antarktic Survey , Jäämies tulee - jääytimet paljastavat menneet ilmastot Arkistoitu 8. heinäkuuta 2015 Wayback Machinessa

Muistiinpanot

1. ↑  Bender M., Sowers T., Brook E. Gases in ice core  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  : Journal . - 1997. - elokuu ( osa 94 , nro 16 ). - P. 8343-8349 . - doi : 10.1073/pnas.94.16.8343 . — PMID 11607743 .

Sanakirjat ja tietosanakirjat	Suuri tanskalainen Britannica (verkossa)
Bibliografisissa luetteloissa	J9U : 987007551809005171 LCCN : sh2005004104