Čínski vedci z Univerzity vedy a technológie v Číne (USTC) dosiahli prelom v datovaní starovekého ľadu pomocou kryptónu-81, vďaka čomu sa otvárajú úplne nové možnosti pri výskume klimatických zmien na miliónročnej časovej škále. V spolupráci s americkými glaciológmi sa im podarilo použiť túto metódu na mimoriadne malé, len 1-kilogramové vzorky antarktického ľadu, čo znamená obrovský pokrok v oblasti paleoklimatológie. O štúdii informoval portál Phys.org.

Vylepšili ideálneho kandidáta

Ľadové vrty z Antarktídy a Grónska, ktoré siahajú aj niekoľko kilometrov do hĺbky, predstavujú neoceniteľný archív Zeme a jej klimatickej minulosti. Práve spodná vrstva – tzv. bazálny ľad – môže ukrývať stopy po dramatických zmenách klímy, no datovanie tohto ľadu je extrémne náročné kvôli rôznym poruchám v usporiadaní vrstiev.

Kryptón-81, rádioaktívny izotop s polčasom rozpadu 229-tisíc rokov, sa ukázal ako ideálny kandidát na datovanie takýchto starých vzoriek, ale jeho prítomnosť v ľade je extrémne nízka. V jednom kilograme ľadu sa nachádzajú len stovky atómov, čo značne komplikuje jeho detekciu.

Aby sa vedci s touto výzvou popasovali, už v roku 2021 vyvinuli techniku All-Optical Atom Trap Trace Analysis – úplne optickú metódu detekcie jednotlivých atómov. Za uplynulé štyri roky túto technológiu výrazne zdokonalili a po prvý raz ju úspešne aplikovali na skutočné vzorky ľadu. Vďaka vývoju svetelného zdroja s vysokou svietivosťou a úzkym spektrom vo vákuovo-ultrafialovej oblasti dokázali vytvoriť metastabilné atómy kryptónu a zároveň znížili kontamináciu vzorky o dva rády, čo je kľúčové pri práci s tak nízkymi koncentráciami.

Unsplash

Berie do úvahy 1,5 milióna rokov

Najväčší prielom však spočíva v tom, že na presné datovanie im teraz stačí len 100 nanolitrov plynu kryptónu – čo zodpovedá približne jednému kilogramu ľadu – a maximálny časový rozsah metódy sa posúva až na 1,5 milióna rokov. Táto citlivosť bola potvrdená aj v praxi, keď vedci z USTC v spolupráci s odborníkmi z Princetonskej univerzity analyzovali dve vzorky ľadu z antarktického ľadovca Taylor Glacier. Výsledok datovania – približne 130-tisíc rokov – sa presne zhoduje s nezávislým stratigrafickým datovaním, čo potvrdzuje presnosť novej techniky.

Týmto krokom sa kryptónové datovanie stáva dostupným aj pre menšie ľadové vzorky, čím sa podstatne rozširujú možnosti jeho využitia. Vedci už teraz spolupracujú s glaciológmi z Číny i zo zahraničia na tom, aby túto technológiu využili systematicky na analýzu bazálneho ľadu nielen v Antarktíde, ale aj v Grónsku či na Tibetskej náhornej plošine. Ich cieľom je lepšie pochopiť vývoj grónskeho ľadového štítu, určiť časové rámce formovania tibetských ľadovcov či identifikovať staroveký ľad, ktorý by mohol pochádzať ešte z obdobia stredného pleistocénu.

Čítajte viac z kategórie: Novinky