새로운 기술은 오래된 얼음의 분석을 혁신합니다.

[아름이]

새로운 기술은 오래된 얼음의 분석을 혁신합니다.
날짜:
2023년 2월 16일
원천:
베른 대학교
요약:
빙핵은 독특한 기후 아카이브입니다. 새로운 방법 덕분에 150만년 된 얼음의 온실 가스 농도를 훨씬 더 정확하게 측정할 수 있습니다.

전체 이야기
빙핵은 독특한 기후 아카이브입니다. 베른 대학과 엠파 대학의 연구원들이 개발한 새로운 방법 덕분에 150만 년 된 얼음의 온실 가스 농도를 훨씬 더 정확하게 측정할 수 있습니다. 베른 대학이 참여하는 EU 프로젝트 "Beyond EPICA"는 남극 대륙에서 이러한 오래된 얼음을 복구하는 것을 목표로 합니다.

지구상에서 가장 오래된 얼음을 찾는 일은 중요한 진전을 이루었습니다. Beyond EPICA -- 베른 대학을 포함하는 유럽 컨소시엄인 가장 오래된 얼음 프로젝트는 1월 말에 두 번째 필드 시즌을 완료했습니다. 시추 깊이는 808m에 달했습니다. 이 프로젝트의 목표는 과거 150만 년을 되돌아보고 온도 변화, 대기 구성 및 탄소 순환에 대한 데이터를 얻는 것입니다. 남극 빙상에서 약 2700미터의 깊이에 도달해야 하며 빙핵을 회수해야 합니다. 모든 것이 계획대로 진행된다면 2025년에는 그렇게 될 것입니다. 그래야만 이 코어에서 가장 오래된 얼음에 대한 복잡한 분석이 뒤따를 것이며 이를 위해 현재 새로운 방법이 개발되고 있습니다.

베른 대학교는 새로운 분석 기술 개발에 중요한 역할을 합니다. 실험 기후 물리학 교수이자 기후 변화 연구를 위한 Oeschger 센터의 구성원인 Hubertus Fischer가 이끄는 팀은 Empa와 협력하여 온실 가스인 이산화탄소(CO2), 메탄(CH4)을 공동으로 측정하는 새로운 기술을 개발하는 데 성공했습니다. ) 및 아산화질소(N2O) 및 CO2의 탄소 동위원소 조성. 이를 위해 필요한 얼음 샘플은 두께가 1cm에 불과한 매우 작은 얼음 샘플이지만 측정에서 가장 높은 정확도가 가능합니다. Hubertus Fischer는 "이것은 Beyond EPICA에서 가장 오래된 얼음에서 고정밀 고해상도 기록을 얻기 위한 중요한 전제 조건"이라고 설명합니다. 150만년 된 얼음에서 15,000~20, 000년의 기후 역사가 단 1미터의 빙핵으로 압축되어 빙핵 분석에 대한 완전히 새로운 요구를 제시합니다. 빙핵은 과거의 온실가스 농도를 직접 측정할 수 있는 과거의 공기를 담고 있기 때문에 매우 중요한 기후 기록 보관소입니다.

귀중한 얼음 시료의 완벽한 재활용

새로운 방법은 저널 Atmospheric Measurement Techniques 에 게재되었습니다.. Bern Group은 이를 위한 기술 개발에 Empa 연구원들과 긴밀히 협력했습니다. Empa의 "대기 오염 물질/환경 기술" 부서 책임자인 Lukas Emmenegger가 이끄는 팀은 단 1.5밀리리터의 공기 샘플에서 온실 가스를 측정할 수 있는 새로운 레이저 분광계를 개발했습니다. Emmenegger는 "이렇게 작은 샘플에서 이렇게 높은 정밀도를 달성하는 것은 오랫동안 상상할 수 없었습니다. 우리는 이것이 귀중한 얼음 코어를 연구할 수 있게 된 것을 자랑스럽게 생각합니다."라고 말했습니다. 베른 대학에서는 새로운 승화 추출 시스템을 고안하고 구축하여 얼음 코어로 인한 오염 없이 이러한 작은 공기 샘플을 지속적으로 얻을 수 있도록 했습니다. 이 선구적인 작업 덕분에 Hubertus Fischer는 말합니다.

Bern에서 개발된 승화 기술을 사용하여 얼음 코어 샘플을 고체 상태에서 기체 상태로 위에서 아래로 천천히 변환할 수 있습니다. 개별 샘플은 연속 승화 과정 동안 -258°C에서 공기를 동결시켜 센티미터 분해능으로 수집됩니다. 이 기술은 100% 추출 효율을 보장합니다. 이 방법의 또 다른 장점: 얼음 샘플에서 추출한 공기는 레이저 분광계에서 측정하는 동안 손실되지 않으며 대신 나중에 추가 분석에 사용할 수 있습니다. 후베르투스 피셔(Hubertus Fischer)는 "완벽한 재활용"에 대해 말하면서 "우리가 분석에 투입해야 하는 엄청난 양의 작업은 일반 얼음 코어에 대해 결코 정당화될 수 없습니다."라고 말합니다. 그러나 이것은 오래된 얼음의 양이 극히 제한되어 있기 때문에 150만 년 된 얼음을 위한 것입니다.

극한 기후 조건에서의 시추 캠페인

Hubertus Fischer는 Beyond EPICA - Oldest Ice 프로젝트의 주요 참여자 중 한 명입니다. Beyond EPICA 빙핵에 대한 분석은 온난기와 빙하기 사이의 교대를 더 잘 이해하는 데 기여해야 합니다. 약 100만년 전에 해양 퇴적물에 대한 연구에서 알 수 있듯이 앞뒤로 극적인 변화가 있었습니다. 약 900,000년 전 이전에는 빙하기와 온난기가 40,000년마다 번갈아 가며 그 이후에는 100,000년마다 번갈아 나타납니다. 이러한 변화가 발생한 이유는 수수께끼이지만 기후 연구자들은 무엇보다도 온실 가스가 중요한 역할을 했다고 추측합니다. 이 가정은 지금까지 분석된 가장 오래된 남극 빙핵의 거의 두 배까지 거슬러 올라가는 남극 대륙의 빙핵 시추에 의해 조사될 예정입니다.

막 종료된 프로젝트의 두 번째 시추 시즌에 국제 팀은 극한 상황에서 두 달 동안 작업했습니다. 악천후로 인한 시추 시스템 수리 및 지연과 같은 예상치 못한 차질이 발생했습니다. 드릴링은 16시간 작업에서 2교대로 수행되었습니다. Little Dome C 시추 사이트는 프랑스-이탈리아 Concordia 연구소에서 34km 떨어져 있습니다. 이 원정 기지에서 두 명의 베른 연구원 마커스 그리머와 플로리안 크라우스는 베른 대학에서 개발한 특수 톱을 사용하여 얼음 코어를 이동 가능한 조각으로 자르는 임무를 받았습니다.

출처 : https://www.sciencedaily.com/