V antarktickém ledu je skryta minulost klimatu planety. A také radost z vědy

Oním vzácnými plynem, který nese důkazy o vývoji klimatu planety, je hydroxyl. Tato chemická skupina se vyskytuje v méně než jedné molekule z trilionu a její životnost je kratší než miliontina sekundy. Díky tomuto vysoce reaktivnímu plynu mohou vědci z univerzit ve Washingtonu a Rochesteru mapovat koncentraci a vývoj i jiných plynů, které se nějakým způsobem podílejí na změnách zemského klimatu. 

Hydroxyl má totiž schopnost rozkládat až čtyřicet prvků, které znečišťující atmosféru, například molekuly metanu, což je jeden z nejúčinnějších skleníkových plynů v atmosféře. Antarktická expedice chce zjistit, jestli se koncentrace hydroxylu oproti minulosti nějak výrazně změnila. 

Háček je ale v tom, že samotný hydroxyl je tak reaktivní, že je v podstatě neprozkoumatelný, a tak se vědci zaměřují na oxid uhelnatý, který je hydroxylem rozkládaný. A to umožní zpětně sledovat koncentraci hydroxylu.

Návrat do minulosti umožní výhled do budoucnosti 

Stanovení koncentrace skleníkových plynů v minulosti pomůže předvídat budoucí vývoj klimatických změn. Pro správné určení této koncentrace bude klíčové odhalení mechanismu rozkladu škodlivých plynů. Vědci musejí zjistit, jestli je snížená, nebo naopak zvýšená koncentrace hydroxylu ovlivněna výskytem zmíněných znečišťujících molekul. Schopnost hydroxylu tyto látky rozkládat je totiž známá a ověřená, opačný vliv je ale potřeba ještě prozkoumat. 

Vědci ukládají vzorky do jeskyně ze sněhu.|foto: Peter Neff

„Vrtáme velké množství jádra ledu, abychom z něj dostali dávný vzduch, a zkoumali tak, jak se atmosféra sama čistí,“ říká Peter Neff, postoktorand z Washingtonské univerzity. „Můj poslední výzkum, na kterém jsem pracoval, se zabýval vzduchovými bublinami, který jsou zachycené v ledu. Máme totiž materiál, který může být starší než 800 tisíc let.“

Z ledu můžeme podobně jako z letokruhů vyčíst záznamy o klimatu v minulosti.


Peter Neff

Led z hlubokých vrtů se detailně analyzuje 

Pro získání starého ledu je třeba provrtat se 230 m hluboko. Vzorky ledového jádra, které se z ledu vyjímají, váží kolem čtyř až pěti set kilogramů. Vědci je ukládají do jeskyně ze sněhu, a tím se tyto vzorky ochrání před kosmickým zářením. To je totiž u pólu silnější, a mohlo by tak zkreslit výsledky zkoumání.

Den po vyjmutí vzorků vědecký tým led očistí a umístí do speciálního zařízení. Tím je vakuová komora, ve které se v horké vodě led rozpustí a ve vodě z něj jsou bez jakékoliv kontaminace k dispozici původní částice z ledového jádra.

Mráz, bouře a Dopplerův efekt

Vědce potkalo ve velmi náročných podmínkách i několik sněhových bouří a venkovní teploty dosahovaly -29 stupňů Celsia. 

Peter Neff udělal během výzkumu jen tak pro zábavu experiment, při kterém do vyvrtané díry hluboké 80 až 90 m hodil kus vyvrtaného ledu.

Zvuk, který prudké padání kusu ledu způsobilo, překvapil samotného Petera Neffa a jeho kolegy, ale i experty na akustiku, se kterými se kvůli tomuto experimentu spojil. A pak samozřejmě i uživatele sociálních sítí: video s tímto pokusem mělo víc než 10 milionů shlédnutí.

Vědci totiž pozorovali takzvaný Dopplerův jev. Ten popisuje změnu frekvence a vlnové délky přijímaného oproti vysílanému signálu, který způsobí nenulová vzájemná rychlost vysílače i přijímače. Dobře ho známe například z měnící se výšky zvuku auta, které projíždí kolem pozorovatele – když se auto blíží, zvuk jeho motoru se zdá vyšším, než je ten skutečný, a naopak zvuk vzdalujícího se auta zní jako nižší, než je skutečný. Dopad kusu ledu na dno vrtu pak způsobil, že zvuk se na povrch nedostal přímo, nýbrž se odrážel od stěn vyvrtané ledové díry. To vytvořilo specifický zvuk, který si ve videu poslechněte sami. Pozoruhodný je i zvuk, který následuje a který připomíná tlukot srdce.