Потребовалось пять лет, чтобы пробурить коренную породу под ледяным покровом, покрывающим Гренландию. Вниз, вниз и вниз искусно сконструированная буровая установка прошла почти через две мили льда, пока не приблизилась к коренной породе, где лед стал более грубым из-за гальки и камней.
Это было еще в 1993 году, во время самого амбициозного проекта по бурению керна льда, который когда-либо предпринимался. Было два параллельных проекта с участками всего в нескольких милях друг от друга, один из которых управлялся американской командой, а другой - европейской командой, собирая ядра, которые можно было сравнивать друг с другом. Только когда они приблизились к коренной породе и скалистый лед начал разрушать бесконечно спроектированные буровые коронки, европейцы отступили.
«И американцы решили вбить эту штуку в скалу», - говорит Йорг Шефер, палеоклиматолог из Земной обсерватории Ламонт-Доэрти Колумбийского университета. Вот так они и получили пятифутовый образец коренной породы Гренландии, которую Колумбия называет «возможно, самым редким геологическим образцом Земли: единственным куском коренной породы, до сих пор извлеченным из основания ледяного щита».
Все эти годы назад у американских ученых уже было представление о том, зачем им нужен образец коренной породы. Когда космические лучи - излучение из космоса - попадают на Землю, они производят потоки нейтронов, которые падают на землю и производят очень специфические радионуклиды на первых нескольких футах от земли. Однако лед препятствует этому. Если бы эти истории, созданные космическими лучами, можно было бы измерить в коренных породах Гренландии, они бы показали, как давно этот участок земли был свободен ото льда - когда массивный гренландский ледяной щит в последний раз растаял.
Когда коренная порода была впервые извлечена, методы измерения этих историй не были достаточно совершенны, чтобы раскрыть историю ледяного щита. Пилотный анализ, проведенный в 90-х годах, показал, что в скальной породе присутствуют изотопы бериллия и алюминия, которые искали ученые. В какой-то момент этот участок земли оказался открытым для неба. «Но они не могли сказать, как долго и когда он был свободен ото льда», - говорит Шефер.
Когда он впервые приехал в Соединенные Штаты из Европы, Шефер начал работать - «из геохимического гения» - с Робертом Финкелем, пионером анализа бериллия и одним из ученых, проводивших пилотный анализ, на уточнение методов измерения этих изотопов. Наконец, после многих лет работы, они были убеждены, что могут измерить очень слабые сигналы, которые они могли обнаружить в единственном в мире образце коренных пород из-под ледяного щита Гренландии..
Прежде чем они смогли попробовать, им пришлось убедить комитет по распределению образцов, который наблюдает за ледяным керном, позволить им получить его часть. Это заняло год. Им нужно было доказать, что их методы достаточно хороши, чтобы они могли измерять небольшое количество изотопов, которые они искали. «Оглядываясь назад, я ценю это», - говорит Шефер. «Это было болью в шее, но вы не можете просто раздать эти образцы, а потом они исчезнут». Потому что в данном случае использование образцов означало их уничтожение.
Изотопы бериллия и алюминия, которые искали Шефер и его коллеги, содержатся в кварце. Чтобы измерить изотопы, ученые сначала дробят породу и извлекают кварц. После обеззараживания кварца, чтобы убедиться, что любой сигнал, который они измеряют, является именно тем сигналом, который они ищут, они переваривают его в кислоте, чтобы с помощью этих высокотехнологичных химических методов выделить интересующие их изотопы. изотопов, они используют масс-спектрометры, соединенные с ускорителями частиц, машины настолько дорогие, редкие и специализированные, что команда использовала одну машину в Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса для измерения изотопов бериллия, а другую - в Университете Пердью - для измерения алюминия.
То, что они обнаружили, когда все это было сделано, более чем через 20 лет после того, как коренная порода была впервые собрана, было то, что для больших частей плейстоцена, который простирался примерно от 11 700 лет назад и обратно, и обратно до 2,6 миллиона лет назад большая часть Гренландии не была покрыта ледяным щитом. (Их результаты опубликованы в журнале Nature.) По сравнению с некоторыми моделями приливов и отливов ледяного щита их данные показывают, что ледяной щит гораздо менее стабилен, чем думали некоторые, и менее стабилен, чем мы все должны надеяться.
Если лед Гренландии растает, это означает, что мировой океан поднимется более чем на 7 метров. Это более чем 22 фута повышения уровня моря, когда даже половина этого изменила бы форму мест, где мы живем, погрузив большие участки прибрежных городов под воду. Если ледяной щит менее стабилен, чем думали ученые, более вероятно, что он исчезнет по мере изменения климата.«Вам трудно уснуть, когда вы думаете о том, что это такое», - говорит Шефер. «Ледяной щит Гренландии был гораздо менее стабильным, чем нам хотелось бы. Это не то, что мы хотели бы видеть. Но это было то, что было».