Какой была атмосфера планеты миллионы лет назад? Сегодня это уже не риторический вопрос. Благодаря постоянному развитию технологий и научных методов, учёные получили возможность восстанавливать климатическую историю Земли, анализировать её изменения и даже строить прогнозы на будущее.
Лёд как архив климата
Одним из наиболее надёжных источников информации о древней атмосфере остаются ледники. Образовавшийся миллионы лет назад лёд сохраняет в себе крошечные пузырьки воздуха — своеобразные капсулы времени, в которых запечатлены состав и параметры окружающей среды прошлых эпох.
Снег, накапливаясь, уплотняется, превращается сначала в фирн, а затем в лед. Под воздействием давления в него запечатываются пузырьки газа — ценные образцы атмосферы того времени. Годы и тысячелетия проходят, а слои льда наслаиваются, опускаясь всё глубже и не нарушая своей структуры.
Как ГНБ помогает добраться до древнего льда
Извлечение таких глубоких образцов — задача не из простых. Лёд, интересующий учёных, нередко залегает на глубинах свыше 800 метров, и любое неосторожное вмешательство может повредить его структуру. Чтобы не разрушить хрупкие слои, используется технология горизонтального направленного бурения (ГНБ). Она позволяет пройти через твёрдые породы с минимальным риском для окружающего льда.
С помощью установок ГНБ в 2016 году в Антарктиде был поднят уникальный керн — самый древний лёд, когда-либо извлечённый человеком. Его возраст составил 2,7 миллиона лет, что стало абсолютным рекордом. Ранее учёным удавалось получить ледовые образцы возрастом до одного миллиона лет, а теперь появился доступ к гораздо более древним данным.
Почему это важно?
Изучение воздушных включений в таких кернах позволяет:
-
Восстановить состав древней атмосферы и концентрации парниковых газов.
-
Проанализировать температуру по изотопному составу кислорода.
-
Оценить степень запылённости воздуха в разные исторические периоды.
Эти сведения имеют огромное значение для понимания, как изменялась климатическая система Земли. Особенно ценна информация о более тёплых эпохах, ведь нынешние климатические тренды стремительно приближаются к аналогичным условиям, существовавшим миллионы лет назад.
Allan Hills: экспедиция вглубь времени
Первое серьёзное исследование с применением ГНБ началось в 2010 году. Команда учёных из Принстона отправилась в Антарктиду, в регион Allan Hills, в поисках старейшего льда. Пробурив более 120 метров, они извлекли ледяной керн возрастом около миллиона лет — даже несмотря на то, что не дошли до скального основания.
Вторая экспедиция в 2016 году завершила начатое: был достигнут нижний слой, и новые образцы подтвердили невероятный возраст — 2,7 млн лет. Это открытие представили на конференции Goldschmidt 2017, вызвав волну интереса в научном сообществе.
Путь к льду возрастом 5 миллионов лет
Исследователи надеются, что это только начало. В планах — добраться до ещё более древнего льда, которому может быть до 5 миллионов лет. В те времена климат на планете был существенно теплее, а температурные колебания — менее выражены. Сравнение таких данных с текущей ситуацией даст возможность улучшить климатические модели и сделать более точные прогнозы.
ГНБ — не только для прокладки труб
Горизонтально направленное бурение, изначально созданное для строительства, сегодня играет важную роль и в фундаментальной науке. Эта технология помогает безопасно проходить через сложные геологические слои и доставать уникальные образцы, не разрушая хрупкую структуру ледников.
Таким образом, ГНБ открывает новое измерение в изучении прошлого нашей планеты — от коммуникаций к климату.
