Det är sommar i Antarktis, och forskare från hela världen flyger till forskningsstationer på den frusna kontinenten som en del av en nu år lång kampanj för att avslöja världens äldsta is.

På spel är förmågan att mer exakt förutsäga planetens uppvärmning från utsläpp av växthusgaser.

En av de främsta experterna på jakten är Jeff Severinghaus, en paleoklimatolog vid University of California, San Diegos Scripps Institution of Oceanography. Han tror att, efter flera år av tester, han kunde nu vara bara månader ifrån ett stort genombrott med hjälp av en experimentell borrmaskin av egen design.

"Ju mer vi lär oss, desto svårare kommer det tydligen att bli att hitta idealet, obruten iskärna, men vi ger inte upp, " sa Severinghaus i en nyligen intervju med San Diego Union-Tribune några dagar innan avresan till Antarktis. Han tillade:"Vi närmar oss att övervinna alla problem."

Det internationella sökandet kommer sannolikt att kulminera i en episk expedition som kostar tiotals miljoner dollar och sträcker sig över större delen av ett decennium – med forskare och tekniker uppe på en glaciär 10, 000 fot över havet i minusgrader, borrar ner mer än två mil ner i isen för att försiktigt ta ut långa cylindriska prover.

Även om sådana dyra och tidskrävande projekt har genomförts tidigare, forskare har ännu inte hittat ett inlandsis som kontinuerligt sträcker sig tillbaka mer än en miljon år.

Forskare försöker nu peka ut exakt var nästa borrprojekt med största sannolikhet kommer att gräva fram de äldsta iskärnproverna.

För detta ändamål, Severinghaus hoppas kunna genomföra spaningsexpeditioner med hjälp av en RAID eller snabb isborrning, som han har ägnat år åt att bygga och testa. Han säkrade först ett anslag på 10,5 miljoner dollar från National Science Foundation för att kickstarta projektet för ungefär ett decennium sedan.

De 100, 000-pundsverktyg extraherar inte iskärnor för forskning utan skapar snarare en smal, djupt hål som gör det möjligt för forskare att utvärdera åldern på is som är begravd långt inne i en glaciär.

Att uppskatta isens ålder på de lägsta djupen av en glaciär har visat sig vara extremt utmanande för forskare. Tidigare iskärnborrning har förlitat sig på radar, isflödesmodeller och andra geofysiska observationer för att uppskatta läget för vetenskapligt användbara inlandsisar.

"Det är ett helt nytt sätt att utforska inlandsisen, " Sa Severinghaus. "Det gamla sättet var att borra ner 10 fot ta upp en iskärna och chips. Det var som att bryta bock och rep."

Andra forskare runt om i världen har utvecklat liknande teknik, men många har ännu inte visat sig fungerande. I mars, Kinesiska forskare firade efter att ha utvunnit stenkärna från under ett inlandsis i östra Antarktis.

Dock, innan Severinghaus kan utforska Antarktis inre med sin borr, han måste först bevisa sitt värde. RAID-verktyget har gått igenom tre tidigare år av tester, med många motgångar på vägen.

"Is är verkligen annorlunda än fast jord, " sa han. "I jorden om du hamnar i problem, du skruvar bara upp vridmomentet. Det kan man inte göra i is. Om du lägger för mycket energi i isen, det smälter och fryser igen, och då är du fast."

Severinghaus tar nu med ett team på 15 personer på en 2 1/2-månaders expedition till en plats som heter Minna Bluff för övningens senaste och kanske sista test. Platsen ligger strax söder om McMurdo Station, där en samling forskningsanläggningar rymmer ca 1, 000 människor utanför kontinentens norra kust.

På bluffen, laget kommer att försöka borra cirka 2, 000 fot ner till berggrunden. Om det lyckas, Severinghaus tror att han kommer att kunna säkra ytterligare federal finansiering och börja spana in det inre under de kommande åren.

"Vi är på gränsen, sade John Goodge, en geolog vid University of Minnesota i Duluth som förbereder sig för att följa med Severinghaus på expeditionen. "Huvudmålet är att bevisa att borren kan fungera. Sedan är det som att dammen går sönder. Det finns potentiellt mycket viktig vetenskap som vi kan göra med den."

Även om arbetet kan vara ansträngande, boende är det inte. Både Goodge och Severinghaus sa att maten är utmärkt och att de kommer att ha tillgång till internet.

Skidåkning och snömaskiner är också ett rekreationsalternativ, även om det är en fara att falla i en springa.

Andra medlemmar i teamet inkluderar en teknisk besättning som arbetar med borren och två polarutforskare med ansvar för säkerheten.

Fortfarande, saker och ting kan bli spändare i framtiden om testerna visar sig vara framgångsrika och teamet flyttar in i kontinentens inre.

"Många av målen som människor är intresserade av är väldigt avlägsna, " sade Goodge. "Den antarktiska borrsäsongen är cirka tre månader om året från november till januari. Även på sommaren kommer yttemperaturen att vara minus 40 Celsius."

Instängda i de gamla glaciärerna finns små luftbubblor – tidskapslar som dokumenterar förändringar i atmosfärens koldioxid under hundratusentals år.

Isen dateras genom att mäta argonisotoper, medan havstemperaturer för en viss period kan extrapoleras baserat på syreisotoper, sa Severinghaus.

Paleoklimatologen satte sig själv på kartan 1997 efter att ha listat ut hur man beräknar historiska havstemperaturer med hjälp av iskärnor.

"Luft instängd i Antarktis inlandsis innehåller ett historiskt register över atmosfären (från) när isen bildades, sa Helen Fricker, en glaciolog vid Scripps Polar Center. "Ju djupare isen är, ju äldre is och äldre instängd luft.

"Genom att gå längre tillbaka i tiden, vi kan samla iskärnor som gör det möjligt för oss att reda ut den naturliga variationen i jordens klimatsystem från uppvärmning orsakad av människor, " tillade hon.

Forskare har studerat iskärnor sedan 1950-talet, med resultatet att ha tillhandahållit nyckeldata för att fastställa kopplingen mellan fossila bränslen och global uppvärmning.

Dock, experter har hittills bara kunnat utvinna iskärnor som går tillbaka till ungefär 800, 000 år, och de proverna har inte varit idealiska.

Utmaningen är att is ofta viker sig in i sig själv och blandar sig som deg, skapa ett inkonsekvent register. Det verkliga priset för forskare skulle vara att hitta en glaciär med ostörda lager av is som går tillbaka mer än en miljon år.

"Vi har ögonblicksbildsinformation, var och en bara några tiotusentals år långa, "Olaf Eisen, en glaciolog vid Alfred Wegener-institutet i Tyskland, sa i ett mejl.

"En kontinuerlig iskärna - faktiskt, vi behöver flera ... för att vara säkra på att vi ser en riktig signal och inte bara brus - skulle ... göra det möjligt för oss att förstå utvecklingen av gaserna och temperaturen med tiden, " han lade till.

Severinghaus från Scripps var en del av ett nordamerikanskt team som i oktober publicerade en studie i tidskriften Natur analyserar en arktisk iskärna som visade sig vara mer än 2 miljoner år gammal. Dock, urvalet var begränsat i omfattning, ger inte den omfattande tidslinje som forskarna hoppas kunna avslöja.

Om en vetenskapligt användbar iskärna kan återvinnas, Att analysera provet kan hjälpa till att förklara en istid som började för mer än miljoner år sedan – och öka noggrannheten i förutsägelser om global uppvärmning under kommande decennier.

Den internationella vetenskapliga konsensus har beräknat att en fördubbling av atmosfärens koldioxid kommer att resultera i en uppvärmning på 1,5 grader Celsius till 4,5 grader Celsius.

Severinghaus har siktet inställt på att göra den förutsägelsen mer exakt.

"Det är en vetenskaplig pinsamhet eftersom den siffran föreslogs 1975, och vi har fortfarande inte lyckats minska den osäkerheten, " han sa.

"Om vi ​​kunde göra bättre förutsägelser om hur mycket saker och ting kommer att värmas skulle det förmodligen bidra till att driva samhället, " tillade han. "Just nu, samhället gör inte mycket för att stävja sitt koldioxidproblem."

Att göra så, Severinghaus hoppas att bättre förstå skiftet mellan varma och kalla cykler. Tidigare, planeten upplevde istider den 41, 000-års cykler, men för ungefär en miljon år sedan började det sakta ner till var 100:e, 000 år.

Med tanke på att jorden är 4,5 miljarder år gammal, att förändring är ett relativt nytt fenomen, en som Severinghaus kallar ett "olöst mysterium".

©2019 San Diego Union-Tribune
Distribueras av Tribune Content Agency, LLC.