• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Naturen
    Glaciärer kan spela in historien om coronaviruspandemin

    Kopia av en iskärna extraherad från Schneeferner -glaciären. Upphovsman:Laura Roberts

    Corona -pandemin kommer att komma ihåg i årtionden framöver genom historieböcker, muntliga berättelser och ett överflöd av personlig skyddsutrustning. Dock, glaciärerna i Himalaya, Alperna, Patagonien och andra regioner kan också hålla historien om denna tid. Bland islagren låg register över många saker - vulkanutbrott, andra pandemier, antika civilisationer, och antropogena klimatförändringar. Den kraftiga nedgången i luftföroreningar, minskning av växthusgasutsläpp, och förändringar i atmosfärisk sammansättning under coronaviruspandemin kan så småningom observeras i isis.

    Atmosfäriska vindströmmar bär gaser, partiklar, och andra ämnen till glaciärer. När snö som innehåller dessa partiklar och lösta kemikalier från luften samlas på glaciärer, det fångar de transporterade ämnena. Luftbubblor-prover av gaserna i atmosfären (t.ex. långlivade gaser som koldioxid)-bildas också. Över månader och år när mer snö ackumuleras, äldre lager av snö och gas komprimeras och förseglas - bevarar prover av atmosfäriska förhållanden vid nederbörden. Genom att borra under ytan, forskare utvinner iskärnor som innehåller dessa ämnen. Isens och luftens fångade kemiska sammansättning fungerar som en proxy för forskare att analysera atmosfäriska förändringar över tid.

    Roxana Sierra-Hernandez, en paleoklimatolog vid Byrd Polar and Climate Research Center vid Ohio State University berättade för GlacierHub, en iskärna "återger verkligen atmosfären på något sätt. Du kan gå tillbaka i tiden för att förstå hur miljön förändrades" när det inte fanns några mänskliga register. Till exempel, genom blykoncentrationsmätningar, glaciologer upptäckte att gruvdriften praktiskt taget stoppades under den svarta döden på grund av gruvarbetarnas död, övergivande av gruvor och en efterföljande minskning av befolkningen. Dessutom, tillade hon, i "iskärnor kommer du att ha data från vissa breddgrader, från polerna, från områden som inte kan nås för det mesta av människor för att göra markmätningar. "

    De atmosfäriska förändringarna som orsakas av COVID-19-avstängningarna kan på samma sätt registreras i isis för framtida forskare att analysera. Med flygplan, tåg, och bilar stannar till, effekterna av en drastisk minskning av transporterna har redan setts i minskningar av kvävedioxidutsläpp i Kina och norra Italien. Kväveoxider (NOx) är en grupp växthusgaser som är förknippade med fordonsutsläpp. de bidrar också till rök och surt regn.

    I atmosfären, kväveoxider omvandlas till nitrater, som deponeras på ytor som glaciärer där de bevaras. Becky Alexander, en atmosfärisk forskare vid University of Washington, berättade GlacierHub, "vi tror att mänsklig aktivitet dominerar NOx -utsläpp så att vi kanske kan se en signal om det på glaciärer och iskärnor. Och eftersom vi har sett en minskning av koncentrationerna i atmosfären åtminstone i städer, vi kan förvänta oss att se en [minskning] i nitratkoncentrationerna [i glaciärer]. "

    Många städer har också sett en minskning av luftpartikelföroreningar, särskilt PM 2,5 — partiklar som släpps ut genom utsläpp från industriell produktion, fordon och fossilt bränsle (t.ex. damm, aska och sot, svart kol). På höjden av deras lockdowns, Delhi, Indien hade 60 procent minskning av PM 2,5 och Los Angeles, Kalifornien hade en minskning med 31 procent. Enligt Sierra-Hernandez och Paolo Gabrielli, en glaciolog vid Byrd Center, minskningen av partikelhalten kan återspeglas i isavlagringarna från denna tid.

    Dock, det kanske inte finns något enda svar på vad glacialrekord från coronaviruspandemin kommer att innehålla. Eftersom glaciärer fångar atmosfäriska förändringar längs specifika luftmassbanor, glaciärer i olika regioner kan visa tydliga förändringar som återspeglar de olika lockdowns och utsläppskällor runt om i världen. Glaciärer som återspeglar kinesiska utsläpp kan visa en minskning av utsläppen från kol, Glaciärer som återspeglar amerikanska utsläpp kan avslöja en minskning av utsläppen från petroleum och andra flytande bränslen. "Om vi ​​kan studera glaciärer på Grönland, i Tibet, i Himalaya, vi kommer att se dessa skillnader, sa Sierra-Hernandez.

    Glacial records har också andra begränsningar. Trots en beräknad 4-7 procent global minskning av koldioxidutsläpp 2020 jämfört med genomsnittliga nivåer 2019, glaciärer kommer sannolikt inte att ha bevis för denna förändring. Enligt Alexander, "gaser som CO 2 som registreras i iskärnor slätas ut lite så rekordet representerar ett genomsnitt över en tidsperiod så att du inte riktigt kan få en ögonblicksbild. "Trots de nuvarande minskningarna av växthusgaser, glacialrekord kommer fortfarande att visa en trend med stigande koldioxidhalter. Därför, experter varnar för att hylla nuvarande utsläppsminskningar som betydande, eftersom, i genomsnitt över tiden, de är inte.

    Det mörka bandet i denna iskärna från West Antarctic Ice Sheet Divide är ett lager vulkanisk aska som satte sig på isen cirka 21, 000 år sedan. Upphovsman:Heidi Roop, NSF

    Medan forskare har erbjudit utbildade gissningar om vad iskärnorna kan hålla, mycket återstår att se. Gabrielli berättade för GlacierHub, "coronaviruspandemin kommer att vara för kort och alla kopplade klimatförändringar kommer att vara för små för att fångas upp av iskärnor." Men han påpekade också att det kan finnas förändringar som vi kanske inte är medvetna om, som "är isens skönhet som registrerar en mängd miljöinformation."

    Att analysera iskärnor från coronaviruspandemin kan också upptäcka nya kopplingar mellan mänsklig aktivitet och atmosfäriska processer. "Vi vet mycket nu, men det kan finnas nya upptäckter, "sa Sierra-Hernandez, lägga till, "Det kommer att bli intressant för nu finns det fler satellitbilder, forskare som studerar direkt atmosfäriska förhållanden, så vi kan göra de där jämförelserna med glaciärer. "Genom att jämföra direkta observationer av minskningar av växthusgasutsläpp och partiklar med isregister från pandemin, forskare i framtiden kan testa hypoteser om förväntade glaciala signaturer.

    Vidare, med isolerade förändringar i mänskliga utsläpp, forskare kan dra direkta orsakssamband mellan mänskliga utsläpp och atmosfäriska förhållanden. Alexander förklarade att det för närvarande råder viss osäkerhet om nitrateffekten från mänskliga utsläpp av kväveoxider på kväveisotopkoncentrationer i isis. Med minskade mänskliga utsläpp av kväveoxider från fordon till atmosfären under pandemin, och en sannolikt följd minskning av nitratkoncentrationer i glacialis, framtida forskare kan avgöra hur kväveisotopkoncentrationen påverkas. Att undersöka kväveisotopkoncentrationen över tid kan hjälpa forskare att förstå förändringar i den globala kvävecykeln, som påverkar människors hälsa och ekosystem.

    Även om glaciärer är en skattkista för klimatforskare, några glaciärer, särskilt i tropikerna, krymper. Enligt Gabrielli, "issmältning påverkar massivt glaciärernas förmåga att registrera nuvarande miljö- och klimatvariationer, särskilt i glaciärer på låg höjd och låg breddgrad (mycket mindre i polarområden). Tidigare iskärnrekord övertrycks och till och med avlägsnas av smältvattenperkolering genom firn [gammal snö] och islagren. "Som ett resultat, glaciärers förmåga att tjäna mänskligheten genom att tillhandahålla antika atmosfäriska data är redan äventyrad och kommer att fortsätta att bli allt mer begränsad om det inte sker betydande åtgärder mot klimatförändringar i nuet och på kort sikt. Men medan glaciärer finns, det finns mycket vi kan lära av dem.

    Denna berättelse publiceras på nytt med tillstånd av Earth Institute, Columbia University http://blogs.ei.columbia.edu.




    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com