Yeni buz çekirdekleri 1,5 milyon yıl geriye bakmayı sağlıyor

amerikali

Yeni Üye


  1. Yeni buz çekirdekleri 1,5 milyon yıl geriye bakmayı sağlıyor

İki kat eldiven giyen Florian Krauss, bir buz küpünü, hedef lazerin ışığında kırmızı renkte parlayan altın kaplamalı bir silindirin içine kaydırıyor. Geri çekilip kutup buzunu önemli iklim verilerine dönüştürebilen kablolar ve ölçüm cihazlarıyla dolu makineye bakıyor. Eğer bu bir test küpü yerine milyonlarca yıllık gerçek bir Antarktika buz parçası olsaydı, bir sonraki adım vakumlu bir conta oluşturan bir çıkarma kabı kullanmak olurdu. Daha sonra 150 megavatlık ana lazer açılır. Buzu yavaşça ve doğrudan gaza süblimleştirir. Bern Üniversitesi İklim ve Çevre Fiziği Bölümü’nde doktora öğrencisi olan Krauss, böylece geçmişte bir noktada sera gazı konsantrasyonunun ne olduğunu bulabildi.

Reklamcılık



Atmosferdeki karbondioksitin Dünya’nın iklim döngülerindeki rolünü daha iyi anlamak için bilim adamları uzun süredir Antarktika’da toplanan buz çekirdeklerine yöneldiler. Orada yüzbinlerce yıl boyunca kar katmanları birikmiş ve kalınlaşmıştı. O dönemde hakim olan hava koşulları, küçük zaman kapsülleri görevi gören küçük kabarcıklardan oluşan bir ızgarayla çevrelenmiştir. Bu gaz kabarcıklarını ve buzun toz ve su izotopları gibi diğer bileşenlerini analiz eden bilim insanları, sera gazlarının konsantrasyonu ile 800.000 yıl önceki sıcaklıklar arasında bir bağlantı kurmayı başardılar. Şimdi daha da geriye gidiyor.

1,5 milyon yıl önce


“Antarktika’da Buz Delmeye Yönelik Avrupa Projesi”nin kısaltması olan “EPICA’nın Ötesinde” Avrupa girişimi üç yıldır varlığını sürdürüyor. Bir sonraki hedefi şimdiye kadar bulunan en eski buz çekirdeğini ortaya çıkarmak: 1,5 milyon yıl öncesine gittiği söyleniyor. Bu, iklim kayıtlarını, Dünya’nın iklim değişkenliğinin (tekrarlayan buzul ve buzullararası dönem döngüleri) sıklığında büyük bir değişikliğe yol açan esrarengiz bir dönem olan Orta Buzul Çağı’na geçişe kadar genişletecektir.

Ancak hesaplaması yıllar alan bu kadar eski bir buz çekirdeğini başarılı bir şekilde çıkarmak işin sadece kolay kısmı. Daha sonra, bilim adamlarının buzda sıkışan havayı titizlikle serbest bırakması gerekiyor. Krauss ve meslektaşları bunun için yenilikçi, yeni bir yöntem geliştirdiler. “Buzun kendisiyle ilgilenmiyoruz, yalnızca içerdiği hava örnekleriyle ilgileniyoruz, bu nedenle buzdan havayı çıkarmanın yeni bir yolunu bulmamız gerekiyordu” diyor.

Buzun içindeki hava nasıl alınır?


Karbondioksit suda kolayca çözündüğü için basitçe eritmek bir seçenek değildir. Bu nedenle şimdiye kadar bilim insanları, havayı serbest bırakmak için tek tek buz katmanlarından örnekleri ezdikleri mekanik ekstraksiyon yöntemlerini kullandılar. Ancak halihazırda Bern Üniversitesi’ndeki dondurucuda sıfırın altında 50 santigrat derecede saklanan “EPICA’nın Ötesinde” buz çekirdeğini ezmek çok sıkıcı olurdu.

Reklamcılık

Çekirdeğin en altındaki en eski buz muhtemelen o kadar sıkıştırılmış ve yıllık katmanlar o kadar ince ki hiçbir hava kabarcığı görülemiyor; bunlar buz kristallerinin kafesine bastırılıyor ve klatrat içerme bileşikleri oluşturuyor. Bern’deki buz çekirdekleriyle ilgilenen araştırma grubunun başkanı Hubertus Fischer, “Altta 20.000 yıllık iklim tarihinin yalnızca bir metre buzun içine sıkıştırılmasını bekliyoruz” diyor. Bu, mevcut tüm buz çekirdeği kayıtlarının yüzde biri kalınlığında.

Krauss ve Fischer’in şimdi geliştirdiği yeni yönteme deepSLice adı veriliyor. İki bölümden oluşur. Lazerle indüklenen süblimasyon ekstraksiyon cihazı (LISE), ekibin laboratuvarındaki odanın yarısını dolduruyor. LISE, 10 santimetrelik bir buz çekirdeği parçası üzerinde sürekli olarak yakın kızılötesi bir lazer parlatarak buz çekirdeğinin son derece düşük basınç ve sıcaklıklar altında doğrudan katıdan gaza geçmesine neden oluyor. Süblimleştirilmiş gaz daha sonra her biri bir santimetrelik buz çekirdeğinden gelen havayı içeren altı adet soğutulmuş metal daldırma tüpte dondurulur. -258 santigrat dereceye kadar soğutulurlar.

Son olarak örnekler, karbondioksit, metan ve nitröz oksit konsantrasyonlarını aynı anda ölçmek için gaz örneğine fotonlar gönderen kuantum kademeli lazer teknolojisine dayanan özel yapım bir absorpsiyon spektrometresine yerleştirilir. Bu sistemin bir diğer büyük faydası da, bilim adamlarının suda çözünmeyen buzu eriterek metanı ve buzu kırarak karbondioksiti ölçtüğü eski analiz yöntemine göre çok daha az buz (ve iş gücü) gerektirmesidir.

Benzersiz Yetenekler


Oregon Üniversitesi’nden buz çekirdeği bilimcisi ve şu anda “dostça” çalışmalar yürüten “Beyond EPICA”nın ABD’deki eşdeğeri COLDEX’in buz analizi başkanı Christo Buizert, DeepSLice’ın “başka hiç kimsenin sahip olmadığı benzersiz bir yetenek” sunduğunu söylüyor. 1,5 milyon yıl öncesine kadar uzanan sürekli bir buz çekirdeği bulmak için Avrupalılarla rekabet.

Buizert, “Buz süblimasyonu, buzdan gaz çıkarmanın en zor yöntemlerinden biridir” diyor. “Uzun zamandır deniyorsun.” Bu çok umut verici bir yol çünkü gazların yüzde 100’ünü dışarı atabilirsiniz. “Fakat bunu yapmak çok zor, dolayısıyla bunu yapmış olmaları çok etkileyici.” Ancak araştırmacılar, Krauss ve Fischer’in gerekli örneği ellerine alana kadar yaklaşık üç yılı daha olduğunu tahmin ediyorlar.

O zamana kadar çözülmesi gereken bazı sorunlar var. Bu, numunelerin spektrometreden geçirildikten sonra ek analizler için nasıl kullanılabileceği sorusunu da içermektedir.

Bern ekibi, antik buz çekirdeği nihayet Antarktika’dan İtalya üzerinden bir gemiyle dondurucu kaplarda Avrupa’ya ulaştığında teknolojilerinin hazır olacağına inanıyor. Krauss, “Son sonuçlarımız bize doğru yolda olduğumuzu gösterdi. Aslında istediğimiz hassasiyete ulaştık” diyor. “Sistemin hazır olacağından eminim.”







(jle)



Haberin Sonu