Hogyan működnek a jégmagok – és mit árulnak el az éghajlatról

Fagyott időkapszulák

Antarktisz és Grönland jégtakarói alatt mélyen, valamint az Alpoktól az Andokig magas hegyi gleccsereken a Föld éghajlattörténetének rendkívüli archívuma rejtőzik. A jégmagok – a gleccserekbe több száz vagy ezer méter mélyre fúrással kinyert hosszú jéghengerek – közvetlen betekintést nyújtanak a tudósoknak a több mint egymillió évre visszatekintő légköri viszonyokba. A tömörödött hó minden egyes rétege pillanatfelvételt őriz a világról, amilyen az a hóeséskor volt, így a jégmagok az éghajlattudomány egyik leghatékonyabb eszközévé válnak.

Hogyan képződnek és nyerik ki a jégmagokat

A folyamat hóeséssel kezdődik. Évente friss hó halmozódik fel a jégtakarókon és a gleccsereken, betemetve a korábbi rétegeket. Idővel a felül lévő hó súlya a mélyebb rétegeket sűrű jéggé préseli. A téli hó textúrájában és kémiai összetételében eltér a nyári hótól, látható éves rétegeket hozva létre – hasonlóan a fa évgyűrűihez –, amelyeket a tudósok megszámolhatnak az idővonal megállapításához.

Ezeknek a feljegyzéseknek a visszanyeréséhez a kutatók speciális fúróberendezéseket használnak a jég felszínén. A motoros fúrók lefelé fúrnak, és egy folyamatos jéghengert nyernek ki, miközben a környező jeget érintetlenül hagyják. A leghosszabb magok meghaladják a 3 kilométert (közel 2 mérföldet). A kinyerés után a magokat gondosan tárolják és szigorú hűtési lánc feltételei között szállítják a világ laboratóriumaiba.

Mi van a belsejébe zárva

A jégmagok többféle éghajlati bizonyítékot tartalmaznak. A legértékesebbek a apró légbuborékok, amelyek a jégbe zárva maradnak, amikor a hó szilárd formává préselődik. Ezek a buborékok az ősi légkör tényleges mintáit őrzik meg, lehetővé téve a tudósok számára, hogy mérjék az üvegházhatású gázok, például a szén-dioxid, a metán és a dinitrogén-oxid múltbeli koncentrációit. A NOAA szerint ez a módszer részletes üvegházhatású gázadatokat eredményezett, amelyek több mint 800 000 évre nyúlnak vissza.

Maga a jég a izotóparányokon keresztül kódolja a hőmérsékleti adatokat. A vízmolekulák az oxigén és a hidrogén különböző izotópjait tartalmazzák, és a nehezebb és könnyebb izotópok aránya egy adott rétegben tükrözi a globális hőmérsékletet, amikor az a csapadék képződött. A hidegebb időszakok a melegebbekhez képest jellegzetes izotópos lenyomattal rendelkező jeget hoznak létre.

A gázokon és izotópokon túl a jégmagok vulkáni hamut, port, kormot, pollent és tengeri sót is csapdába ejtenek. A vulkáni aeroszolok rétegei segítenek a tudósoknak a mag datálásában azáltal, hogy azokat ismert kitörésekhez kötik, míg a porkoncentrációk a múltbeli széljárást és szárazságot tárják fel.

Mit tártak fel a jégmagok

A jégmagadatok alapvetően alakították a Föld éghajlati rendszerének megértését. A magok azt mutatják, hogy legalább 800 000 éve a légköri CO₂ 180 és 300 ppm között ingadozott, emelkedve és süllyedve a jeges és interglaciális ciklusokkal összhangban. A jelenlegi koncentrációk, amelyek már jóval 420 ppm felett vannak, messze meghaladják a jégmagrekordban rögzített értékeket – ez a megállapítás a klímatudomány központi bizonyítékává vált.

Az eredeti EPICA (European Project for Ice Coring in Antarctica) mag, amelyet a Dome C-nél fúrtak, nyolc teljes glaciális ciklust tárt fel, amelyek 740 000 évet ölelnek fel. 2025-ben a Beyond EPICA project történelmi mérföldkövet ért el azzal, hogy kinyert egy 2800 méteres magot, amely több mint 1,2 millió éves jeget tartalmaz – ez a valaha visszanyert legrégebbi folyamatos jégmag.

Versenyfutás az olvadó gleccserekkel

A globális hőmérséklet emelkedésével sok hegyi gleccser, amely pótolhatatlan éghajlati feljegyzéseket tartalmaz, gyorsan eltűnik. Az Ice Memory Foundation erre válaszul magokat nyert ki a világszerte veszélyeztetett gleccserekből, és egy speciálisan erre a célra épített szentélybe szállította őket a Concordia állomáson, az Antarktiszon. A tömör hóba vájt barlang, amelynek természetesen stabil −52°C a hőmérséklete, úgy lett kialakítva, hogy évszázadokig megőrizze ezeket a mintákat, hogy a jövő tudósai olyan technológiákkal tanulmányozhassák őket, amelyek még nem léteznek.

Az Alpoktól a Pamír-hegységig, az Andoktól a Kaukázusig verseny folyik a fagyott éghajlati archívumok megmentéséért, mielőtt elolvadnának – biztosítva, hogy a Föld mély légköri története a jövő generációi számára is elérhető maradjon.