11 Minute
Un semnal chimic tulburător în gheața Groenlandei
Îngropat într-un nucleu de gheață din Groenlanda centrală se află un vârf distinct, de durată scurtă, în concentrația de platină datat la aproximativ 12.800 de ani în urmă. Acea anomalie a fost invocată frecvent ca probă pentru un eveniment extraterestru catastrofal — un impact de meteorit sau cometă — pe care unii cercetători l-au sugerat că ar fi putut declanșa episodul de răcire bruscă cunoscut sub numele de Younger Dryas. Următoarele analize geochimice și cronologice, însă, indică spre o cauză mult mai puțin exotică: activitate vulcanică, probabil erupții de fisură sau submarine în regiunea Oceanului Atlantic de Nord, cu un accent puternic pe Islanda și sistemele sale vulcanice.
Importanța acestei reevaluări nu se reduce doar la identificarea sursei platină; ea oferă, de asemenea, o fereastră către modul în care procesele externe majore — erupții vulcanice, impacturi extraterestre sau modificări ale circulației oceanice — pot acționa drept „împingători” care schimbă rapid starea climatică a planetei. Stabilirea unui lanț cauzal clar între semnalele chimice din sedimente și evenimentele climatice majore este esențială pentru înțelegerea sensibilității sistemului climatic și pentru evaluarea riscurilor unor schimbări bruște în viitor.
Context științific și ipoteze concurente
Două mari clase de explicații s-au disputat pentru a explica Younger Dryas. Ipoteza tradițională pune accentul pe o descărcare masivă de apă dulce provenită din topirea calotelor glaciare din America de Nord, care ar fi perturbat circulația meridională de întoarcere a Atlanticului (AMOC), reducând transportul nordic de căldură. Această mecanismă are susținători importanți deoarece oferă o legătură internă ocean–atmosferă compatibilă cu variații mari ale fluxurilor de apă dulce și cu modele de circulație oceanică.
Alternativele externe au susținători la fel de viguroși: un impact extraterestru care ar fi injectat praf, aerosoli și produse de topire în atmosferă, blocând temporar radiația solară, sau o erupție vulcanică de proporții neobișnuite care a eliberat sulf în stratosferă, cauzând răcire pe scară hemisferică. Fiecare ipoteză are pachete specifice de dovezi — inclusiv markerii geochimici, microteciurile sedimentare, și cronologii relative — astfel că discernământul între ele depinde de combinarea riguroasă a datelor.
Un element cheie al argumentului pentru impact a fost raportarea din 2013 a unei îmbogățiri pronunțate în platină într-un nucleu de gheață din Groenlanda, recuperat în cadrul proiectului Greenland Ice Sheet Project (GISP2). Amprenta chimică — concentrație ridicată de platină însoțită de un raport iridiu-platină neașteptat de scăzut — nu se potrivea imediat cu compozițiile tipice ale meteoriților cunoscuți, nici cu semnăturile comune ale rocilor vulcanice subaeriene. Autorii originali au ridicat ipoteza unui impactor neobișnuit, posibil bogat în fier, pentru a explica discrepanța, dar incertitudinile au rămas notabile.
Noi analize: testând o origine vulcanică
Pentru a verifica alternativa vulcanică, echipe de cercetători au colectat 17 probe de pumice din depozitele erupției Laacher See din Germania — un eveniment vulcanic mare care a erupt în apropierea intervalului Younger Dryas și care prezintă o amprentă geochimică neobișnuită. Scopul a fost să se realizeze analize detaliate ale elementelor în urme, cu un focus special pe platină, iridiu și alte metale rare, pentru a construi o „semnătură” compozițională a ejectelor Laacher See și a o compara cu semnătura găsită în gheață.
Recoltare și metode geochimice
Lucrările analitice au folosit tehnici de mare sensibilitate capabile să detecteze platină la niveluri sub-ppm și să cuantifice iridiul și alți elementi chalcofili. Aceste metode includ spectrometrie cuplată inductiv (ICP-MS) în moduri speciale pentru elemente rare, precum și proceduri stricte de prelevare pentru a evita contaminarea. Studiul a reexaminat, de asemenea, cronologiile nucleelor de gheață pentru a rafina relația temporală între vârful de platină și debutul răcirii Younger Dryas, folosind straturi de sulf și isotopi pentru corelații între profile diferite.
Rezultatele au fost ferme: pumicele de Laacher See au conținut practic nicio cantitate detectabilă de platină; concentrațiile măsurate au fost la limita de detecție analitică sau sub aceasta. Această constatare exclude, cu foarte mare probabilitate, erupția Laacher See ca sursă directă a anomaliai de platină din Groenlanda. În plus, recalibrările crono-logice ale nucleelor de gheață au arătat că vârful de platină a început la aproximativ 45 de ani după registrarea inițială a răcirii Younger Dryas — un decalaj temporal prea mare pentru ca platină să fie cauza inițială a răcirii.
Dovezi care indică erupții fisurale sau submarine din Islanda
Dacă Laacher See este exclusă, rămâne întrebarea: ce procese vulcanice pot produce un semnal scurt, dar intens, de platină în gheața din Groenlanda și un raport iridiu-platină atipic? Analize comparative au relevat că cea mai bună potrivire geochimică apare între semnătura din nucleul de gheață și condensatele de gaze vulcanice rezultate din erupții care interacționează cu apă — în special erupții submarine sau subglaciare. Interacțiunea magma–apă poate modifica semnificativ fracționarea elementelor și concentrarea metalelor în fazele volatile și în aerosoli.
Sistemele vulcanice islandeze sunt deosebit de relevante în acest context. În timpul deglaciației, reducerea presiunii exercitate de gheață asupra scoarței vestitoare a Islandei poate crește producția de magmă și poate declanșa erupții de fisură de durată îndelungată. Sistemele de fisură din Islanda au capacitatea de a susține activitate continuă pe ani sau decenii — comparabil cu durata de aproximativ 14 ani a anomaliai de platină înregistrate în nucleul de gheață. Când erupțiile au loc sub apă sau sub gheață, interacțiunile cu apa de mare și cu apa de topire pot extrage sulful din fazele gazoase și pot favoriza concentrarea preferențială a anumitor metale în condensate și aerosoluri fine. Aceste gaze metalifere și particule ultrafine pot fi ridicate în atmosferă și transportate pe distanțe mari, ajungând apoi să fie depuse pe calota glaciară din Groenlanda.
Precedente istorice susțin această mecanică. Studiile asupra erupției Katla din secolul al VIII-lea arată un vârf de 12 ani în metale grele precum bismutul și thaliul în nucleele de gheață din Groenlanda, iar erupția Eldgjá din secolul al X‑lea a produs o anomalie de cadmiu în înregistrările glaciare. Deși acele investigații nu au măsurat în mod specific platină, ele demonstrează capacitatea erupțiilor islandeze de a livra pulsuri episodice de metale grele către Groenlanda. Aceste exemple istorice oferă analogii utile pentru modul în care un sistem vulcanic de mare intensitate, care interacționează cu apă, poate genera semnale chimice atipice în sedimentele glaciare.
Ipoteza condensatului vulcanic explică, de asemenea, raportul neobișnuit iridiu‑platină: apa de mare și interacțiunile magma‑apă pot modifica modul în care elementele chalcofile se repartizează între fazele volatile și lichide, rezultând o compoziție distinctă atât față de rocile vulcanice subaeriene standard, cât și față de meteoriți obișnuiți. În plus, procesele de adsorbție pe particule fine și de precipitare în aerosoli pot concentra anumiți metali în mod preferențial, explicând astfel vârfuri scurte, dar puternice, în profilele ghiței.
Implicații pentru declanșatorul Younger Dryas
Dat fiind că vârful de platină apare decenii după debutul inițial al răcirii Younger Dryas, este puțin probabil ca acesta să fi fost mecanismul cauzal al schimbării climatice bruste. Totuși, alte date din nuclee de gheață arată un semnal masiv, bogat în sulf, exact la începutul Younger Dryas (în jurul anului 12.870 î.Hr.), compatibil cu o injecție stratosferică de sulfați capabilă să declanșeze răcire pe termen scurt la scară globală. O erupție de mari proporții — fie de la Laacher See, fie de la un vulcan din emisfera nordică încă neidentificat, fie chiar un cluster de erupții la latitudini înalte — ar fi putut furniza forțarea radiativă suplimentară necesară pentru a împinge un sistem climatic deja fragil spre condiții mai asemănătoare cu cele glaciare.
Aerosolii vulcanici pot reduce radiația solară primită la suprafață, pot favoriza extinderea gheții marine, pot modifica circulația atmosferică și pot perturba schimburile de căldură ocean‑atmosferă. Aceste efecte în cascadă, acționând asupra unui climat deja aflat într-un echilibru precar între stări glaciare și interglaciare, pot amplifica un impuls vulcanic astfel încât acesta să se transforme într‑un interval rece îndelungat. Prin urmare, deși noile date subminează interpretarea extraterestră bazată exclusiv pe vârful de platină, ele nu elimină toate datele care au fost prezentate în favoarea impacturilor, cum ar fi prezența sferulelor sau a așa-numitelor "paturi negre" (black mats) în unele depozite sedimentare. O explicație completă a cauzei Younger Dryas ar putea necesita integrarea mai multor tipuri de dovezi — geochimice, sedimentare și paleoecologice — culese dintr-o rețea largă de situri continentale și marine.
Perspective ale experților
„Acest studiu subliniază cât de complexe pot fi semnăturile din înregistrările geologice și cum pot fi interpretate în moduri diferite,” a declarat dr. Laura Hayes, vulcanolog și cercetător în paleoclimatologie. „Lucrul cu elemente în urme la precizie mare și rafinarea cronologiilor din nuclee de gheață sunt fundamentale pentru a distinge între un impact exotic și procese vulcanice terestre. Erupțiile fisurale și submarine din Islanda sunt surse credibile pentru anomalii metalice de scurtă durată în gheața Groenlandei — și ne amintesc că vulcanismul poate produce efecte climatice locale sau regionale semnificative atunci când cronologia și starea de fond a climatului se aliniază.”
Comentariile experților subliniază nevoia de colaborare interdisciplinară: geochimiști, glaciologi, vulcanologi și modelatori climatici trebuie să lucreze împreună pentru a reconstrui o secvență robustă de evenimente. De asemenea, este nevoie de studii suplimentare asupra probelor geologice și de gaze vulcanice conservate, de evaluări regionale ale surselor potențiale și de experimente de laborator care simulează fracționarea elementelor în condiții de interacțiune magma‑apă.
Concluzie
Reevaluarea vârfului de platină din Groenlanda sugerează că o origine vulcanică asociată erupțiilor fisurale sau submerse din zona islandeză este cea mai parcimonioasă explicație pentru chimia anomaliilor înregistrate în urmă cu ~12.800 de ani. Pumicele de Laacher See nu prezintă semnătura necesară pentru a lega acea erupție de anomalia din nucleul de gheață, iar vârful de platină apare la zeci de ani după începerea Younger Dryas, deci este improbabil să fi declanșat răcirea inițială. Cu toate acestea, alte dovezi de sulf în nucleele de gheață se potrivesc cu o perturbare vulcanică la începutul Younger Dryas, susținând ipoteza că erupțiile mari din emisfera nordică — și nu un singur impact catastrofic — rămân candidați puternici pentru inversarea climatică abruptă.
Pentru a rezolva complet succesiunea evenimentelor care a condus la Younger Dryas vor fi necesare lucrări suplimentare: secvențe de nuclee de gheață la rezoluție înaltă, studii geografice extinse ale depozitelor vulcanice suspecte pentru elemente în urme, analize de izotopi robuste și modele integrate ale forțării aerosolilor vulcanici și ale răspunsului climatic. Doar prin combinarea acestor linii de dovezi putem construi o narațiune coerentă, capabilă să distingă efectele punctuale ale unor erupții sau impacturi de procesele oceanice interne care modelează climele regionale și globale.
Sursa: sciencealert
Lasă un Comentariu