Антарктида завжди тримала своє минуле під замком льоду. Протягом тисячоліть сніг накопичувався, стискаючи старі шари все глибше в мерзлу землю. Кожен шар захоплював бульбашки давнього повітря, у яких зберігаються підказки про клімат Землі задовго до появи людини. Вчені вважають цей лід своєрідною капсулою часу. Чим глибше вони бурять, тим далі занурюються в історію.
Пошук найдавнішого льоду
Дослідники десятиліттями витягують зразки льоду, щоб простежити, як змінювалася атмосфера Землі. Чим глибше буріння — тим старіший лід. Але поки що найдавніше безперервне керно охоплює лише близько 800 000 років минулого. І саме на цьому рубежі клімат Землі починає поводитися дивним чином.
«Ми зупинилися на найцікавішому місці», — сказав Данкан Янг, доцент-дослідник Інституту геофізики Техаського університету в Остіні. Саме це спонукало вчених шукати ще старіший лід — той, який міг би пояснити, що спричинило ті значні кліматичні зміни.
Поховані гори та дивні льодові утворення
Національний науковий фонд США започаткував програму Center for Oldest Ice Exploration (COLDEX) — Центр дослідження найдавнішого льоду. Програму очолює Університет штату Орегон, а до неї долучилися університети та дослідницькі команди з усього світу. Мета проста, але грандіозна: знайти лід, старіший за один мільйон років, який зберігся неушкодженим.
Янг приєднався до COLDEX у 2021 році. Його команда з Техасу два роки літала над Східною Антарктидою, поблизу Південного полюса, використовуючи радари на літаках, щоб дослідити, що приховано під поверхнею. Сигнали радара проходили крізь лід і поверталися у вигляді зображень, які показали поховані гори, гладкі рівнини та незвичайні формації, яких науковці раніше не бачили.
Шари під льодом Антарктиди
Дані показали щось несподіване: глибоко під областю Dome A — високою точкою поблизу Південного полярного басейну — лежить дивний шар льоду, так званий базальний шар (basal unit). Його структура відрізняється від решти: сигнали відбиваються нерівно, що може свідчити про наявність порід і осадів. Лід вище цього шару виглядає чистим і рівномірно нашарованим.
Команда Янга припускає, що базальний шар міг переносити уламки порід із прихованих Гамбурцевих підльодовикових гір. Протягом мільйонів років танення льоду скидало цей матеріал у басейн нижче.
«Ми не очікували такого результату, — каже Янг. — Схоже, коли лід танув, базальний шар переносив невелику кількість матеріалу з гірського хребта і залишав осад позаду».
Він додає:
«Це може бути новий тип підльодовикового осадового басейну, який формується без звичних процесів, таких як річки або рух звичайних льодовикових щитів. Це поступовий процес, що триває 14–30 мільйонів років, коли ці дрібні частинки накопичуються».
Два світи під льодом
Ці осади створили те, що вчені назвали Комплексом Ліктя (Elbow Complex) — плавний, хвилястий ландшафт, похований під більш ніж 3 кілометрами льоду. Він простягається на 30 000 квадратних кілометрів. Замість різких долин — широкі м’які пагорби. Радіолокаційні дані показали, що цей прихований регіон межує з більш горбистою місцевістю, розділеною різкою зміною схилу.
Ця межа позначає кордон між двома світами під льодом: з одного боку — тверда, кам’яниста поверхня, з іншого — м’який осадовий шар. Це свідчить, що Комплекс Ліктя сформувався не через різьблення льодовика, а через повільне танення й осадження матеріалу під стійким потоком льоду.
Тепло під антарктичним льодом
Дослідження виявило ще одну несподіванку — деякі ділянки басейну тепліші, ніж очікувалося. Тепло з надр Землі просочується крізь тріщини та розломи, підігріваючи нижню частину льодового щита. Вода рухається через ці розломи, немов прихована система труб, розносячи тепло нерівномірно.
«Розуміння того, як змінюється тепловий потік біля основи льодового щита, є критичним для пошуку місць, де може зберігатися найдавніший безперервний лід», — пояснює Янг.
У тепліших зонах лід тане швидше, тоді як у холодніших можуть залишатися недоторкані шари давнього льоду. Пошук цих стабільних ділянок — тепер головне завдання дослідників.
Різка межа
Радіозображення також показали чітку роздільну лінію через увесь басейн. Вище за течією базальний шар товстий і багатий на уламки, нижче — стає тонким і чистим. Ця зміна може визначати, де Антарктида ще зберігає найстаріший лід. У холодних, товстих ділянках основа залишається замерзлою, і стародавні шари виживають. У тепліших регіонах танення знизу стирає історію повністю.
Ця різка межа — або “дихотомія” — надзвичайно важлива для майбутнього буріння: саме вона показує баланс між теплом, тиском і осадом, який вирішує, чи збережеться стародавній лід, чи зникне назавжди.
Повільні зміни у прихованому світі
Розрахунки Янга показують, що формування Комплексу Ліктя тривало близько 15 мільйонів років. Лід діяв як повільний конвеєр, що переносив дрібні уламки гірських порід у басейн. З часом ці частинки утворили м’який, хвилястий ландшафт під кілометрами замерзлої товщі.
Навіть у місці, де здається, що все нерухоме, Антарктида продовжує змінюватися — її лід повільно рухається, основа тане, знову замерзає й поступово перебудовує прихований світ під собою.
Майбутні дослідження
COLDEX планує провести нові обльоти над Східною Антарктидою. Наступна місія досліджуватиме Аллан-Гіллз — регіон, де вже знайдено ізольовані шматки льоду віком понад 5 мільйонів років. Команда також сподівається пов’язати свої результати з бурінням у районі Little Dome C, де європейські вчені шукають безперервне керно, старше за 800 000 років.
Південнополярний басейн, можливо, не стане місцем рекордного відкриття, але саме його верхні частини можуть приховувати ключ. Виявлення базального шару, Комплексу Ліктя та зон геотермального тепла дало науковцям нові орієнтири для пошуку.
Читати лід, як книгу історії
Кожен політ, кожен зразок і кожен радарний знімок наближає вчених до найглибших таємниць Антарктиди.
Замерзлі шари континенту зберігають не лише дані про температуру й хімічний склад, а й свідчення повільного руху надр Землі. Льодовиковий щит — це не просто крижана ковдра, а живий архів, сформований теплом, тиском і часом.
Під усім цим льодом історія нашої планети продовжує писатися — шар за шаром.
Пошуки найстарішого льоду тривають, і разом із ними — надія зрозуміти, як минуле Землі сформувало клімат, у якому ми живемо сьогодні. Дослідження опубліковане в журналі Geophysical Research Letters.
