Världshistoria på is

Från utsidan ser förvaringsskjulet på University of New Hampshire (UNH) campus i Durham tillräckligt oansenligt ut - en vit standardlåda på 48 x 12 fot. Det ser inte så anmärkningsvärt ut från insidan heller, med några elektriska sticksågar och ställ som rymmer tusentals cylindriska behållare fyllda med is. Detta är dock inte ditt genomsnittliga isskåp. Den innehåller alla bitar av en två mil lång isremsa som borrats från ett massivt inlandsis på Grönland. Dessutom innehåller denna is viktiga data om jordens klimat under de senaste 250 000 åren och erbjuder det mest detaljerade rekordet hittills av de senaste 110 000 åren av vår planets historia.

På något sätt berättar inlandsisarna oss mer om hur miljön såg ut på nordliga breddgrader för 100 000 år sedan än vi kan lära oss om 1700- och 1800-talen från mänskliga register, säger Paul Mayewski, chef för glacialforskning vid UNH och chefsforskare för Grönlands inlandsisprojekt två (GISP2). De skrivna dokumenten består huvudsakligen av temperaturavläsningar, men vi kan använda isen för att analysera 45 olika variabler.

Den här historien var en del av vårt julinummer 1997

• Se resten av frågan
• Prenumerera

Mayewski ser inlandsisen som en tidsmaskin som inte bara berättar om jordens historia, inklusive effekterna av hundratals vulkanutbrott, utan också om mänsklighetens historia. Detta frusna förvar ger en mängd information till både jordforskare och arkeologer.

Hur kan de extrahera så mycket information från vanliga isbitar? Grönlands inlandsis består av snö som faller till jorden och transporterar föreningar från luften, inklusive kemikalier, metaller, damm, till och med radioaktivt nedfall. Snön hopar sig lager för lager, år efter år, och fångar dessa ämnen. Trycket från den ansamlade snön skapar så småningom is, och bubblor som bildas i isen försluter små prover av atmosfären. I laboratorier vid UNH och på andra håll kan forskare exakt identifiera de årliga lagren i isen som ringarna i en trädstam - för att bestämma sammansättningen av atmosfären vid den tiden.

Grönlands frysta arkiv innehåller anmärkningsvärda lämningar av industriellt företagande genom tiderna. Till exempel visar protokollet att den tidigaste storskaliga föroreningen började för cirka 2 500 år sedan och fortsatte under de kommande 800 åren - resultatet av brytning och smältning av bly och silver under den grekiska och romerska epoken. Faktum är att blyföroreningarna under den perioden steg till fyra gånger naturliga bakgrundsnivåer, enligt Claude Boutron, en fransk forskare vars team studerade isbitar från en parallell provtagning, European Greenland Ice-Core Project.

Andra fynd tyder på att det romerska imperiets förfall följdes av en stadig minskning av blyföroreningarna: blykoncentrationerna i iskärnorna sjönk under medeltiden och översteg inte de romerska nivåerna förrän i början av den industriella revolutionen. En ännu kraftigare ökning skedde under 1900-talet när blykoncentrationerna steg till cirka 200 gånger naturliga (för-grekiska och romerska) nivåer, förmodligen till stor del beroende på införandet av blytillsatser i bensin.

Andra kemikalier har också visat ett dramatiskt uppsving. Enligt data från iskärnarna har atmosfärens koncentrationer av koldioxid stigit med nästan 30 procent, metankoncentrationerna mer än fördubblats och koncentrationerna av sulfat (en biprodukt av kolförbränning) har ungefär tredubblats sedan den industriella revolutionen började.

Nya föroreningar började dyka upp på Grönland i slutet av 1950-talet - radioaktivt strontium-90 och cesium-137, nedfall från främst amerikanska, sovjetiska och brittiska kärnvapentestprogram. Detta nedfall nådde en topp 1963 och avtog sedan med undertecknandet av det atmosfäriska testförbudet senare samma år, säger Jack Dibb, en UNH-forskare i Glacier Research Group. Vi ser fortfarande små gupp på 1970- och 80-talen från tester av kineser, fransmän och kanske några andra som vi inte känner till. Mer radioaktivt skräp i form av cesium-134 och 137 drev till Grönland i maj 1986 tack vare kärnkraftsolyckan i Tjernobyl i Ukraina. Detta radioaktiva moln avsatte isotoper i Antarktis is, vilket tyder på att hela planeten var förorenad av härdsmältan.

Men historien som isen berättar är inte helt dålig. Koncentrationerna av viktiga föroreningar (inklusive bly) som når Grönland har faktiskt minskat sedan antagandet av U.S. Clean Air Act 1970 och den efterföljande begränsningen av utsläppen. Ändå, under de över 100 000 åren dessa iskärnor sträcker sig, har nivåerna av koldioxid och metan, båda växthusgaserna, aldrig varit högre än de är idag, säger Martin Wahlen, fysiker vid Scripps Institute of Oceanography, och omfattningen av denna mänskligt framkallade förändring är verkligen anmärkningsvärd. När det gäller koldioxid- och metankoncentrationer, säger han, har mänskligheten åstadkommit en förändring av ungefär samma storleksordning som den som sker naturligt mellan glaciala och interglaciala perioder. Medan denna naturliga förändring ägde rum under loppet av tiotusentals år, inträffade emellertid den mänskliga inducerade förändringen endast under de senaste århundradena.

En av de största överraskningarna som kommer fram från GISP2-projektet är upptäckten av snabba klimatförändringar som inträffar inom en tidsram på decennier eller mindre. Vi har visat, vid åtminstone åtta olika tillfällen, att klimatförändringarna har inträffat abrupt när civilisationer utvecklats under de senaste tusen åren, säger Mayewski. Dessa förändringar kan utsätta människor som lever i extrema miljöer - antingen mycket kalla eller torra - i riskzonen. Om du bor i ett sånt marginellt område kan en liten förändring i temperatur eller fukt sätta dig i konkurs.

Mayewski och Yales arkeolog Harvey Weiss har till exempel funnit ett överraskande samband mellan en klimathändelse år 2 200 f.Kr., som resulterade i extrem torka från Europa till Indien, och kollapsen av det mesopotamiska riket, som var baserat nära en ökenregion i vad som är nu Irak. Det betyder inte att klimatförändringen var den enda faktorn, men det spelade förmodligen en viss roll, säger Mayewski.

Mayewski slog sig ihop med arkeologen Tom McGovern från Hunter College och andra för att undersöka ett liknande långvarigt mysterium angående försvinnandet av nordiska nybyggare på västra Grönland med början i mitten av 1300-talet. Kärnrekorden indikerar en riktigt kall vinter runt år 1350 och en serie av gradvis kallare somrar, säger McGovern. De värsta nyheterna för dessa människor skulle ha varit en serie kalla somrar, som skulle ha minskat en redan kort växtsäsong, och det var precis vad som hände. Klimatet, tillägger han, hade alltid misstänkts spela en roll för att utplåna bosättningen, men vi behövde den nya iskärndatan, som har en upplösning på omfattningen av individuella år och årstider, för att verkligen fastställa det.

McGovern hoppas sedan få reda på om de utbredda dödsfallen av mastodonter, ulliga mammutar och andra djur för 10 000 år sedan i slutet av Pleistocene-eran främst berodde på klimatförändringar eller mänsklig predation. Det har varit en enorm debatt inom arkeologi i flera år, och Grönlandsdata kan äntligen hjälpa oss att lösa det.

Mayewski förväntar sig att framtida studier kommer att visa många andra samband mellan klimathändelserna som avslöjas i inlandsisen och stora vändpunkter i mänsklighetens historia. Nästa steg, säger han, är att producera iskärnor från andra delar av världen, därav ett djupborrningsprogram som började förra året i Antarktis. GISP2-samarbetspartnerna börjar också jämföra iskärndata med motsvarande klimatrekord erhållna från trädringar, sjösediment och koraller.

Nyckeln är inte bara att slå samman data, säger McGovern - Du måste verkligen sammanföra människor för att bilda olika team, och samarbeten av detta slag mellan klimatologer, arkeologer, paleontologer och historiker öppnar upp ett helt nytt område med enorm potential. När det gäller att utnyttja informationsmassan som är inlåst djupt i världens inlandsisar, tillägger Mayewski, har vi bara börjat skrapa på ytan.

Dölj