Újvári Gábor, az MTA CSFK Földtani és Geokémiai Intézet kutatójának eredményei szerint Európából is juthatott poranyag Grönlandra az utolsó eljegesedési maximum idején, azaz körülbelül 26–19 ezer évvel ezelőtt. A porminták vizsgálata révén érthetőbbé válhat az északi félteke légköri cirkulációja, pontosíthatók az említett időszak idejére kidolgozott légköri modellek is. A kutatásokat az OTKA is támogatta.
– Honnan jött az ötlet, hogy Magyarországról grönlandi porral foglalkozzon?
– Valójában 2009-ben az Egyesült Államokban végzett vizsgálataim adatai révén jutottam arra a feltevésre, hogy a közép-grönlandi jégbe zárt por forrásaként a hazai vagy legalábbis a közép-európai löszminták sem zárhatók ki. Ezt a kutatási irányt vittem tovább és szélesítettem ki a későbbiekben. De a hazai löszökkel már korábban is foglalkoztam, akkor a minták geokémiai és őslénytani vizsgálatát végeztem el.
A lösz képződése az eljegesedések során az utolsó glaciális ciklus idején, 110-12 ezer éve indulhatott meg, amikor jelentősen csökkent a hőmérséklet és a csapadék mennyisége. Ez vegetációs változásokhoz is vezetett. A kiszáradt folyóvölgyekből távozó poranyag nagyobb méretű, 20-60 mikronos szemcséiből lösz halmozódhatott fel. Számunkra most az 5 mikrométernél kisebb, finom szemcsék érdekesek, melyek akár több ezer kilométeres távolságba is elszállítódhattak.
– Ilyen térbeli és időbeli távolságok esetén hogyan lehet megállapítani a porszemek származási helyét és idejét?
– Ez igen nehéz feladat. Ha a grönlandi kutatásokat nézzük, ez annál is inkább igaz, mert a jégmagokban lévő por mennyisége igen csekély. A behatárolásához szükség van a szóba jöhető források és a jégbe zárt por ásványtani és geokémiai jellemzőinek meghatározására. Az utolsó glaciális maximum idején, 26-19 ezer éve például 1 kg jégbe mindössze 7-8 mg por rakódott le, a por koncentrációja pedig a holocén során még ennél is alacsonyabbra, 0,07 mg/kg-ra süllyedt. Ilyen kis mennyiségű minták agyagásványos, illetve stroncium, neodímium és hafnium izotóp-összetételét megmérni nagy kihívás. Akkor van csak esély arra, hogy bizonyos származási területeket kizárjunk, másokat pedig megerősítsünk, ha ezek a jellemzők a különböző forrásoknál kellően eltérnek egymástól.
Fontos az is, hogy közel azonos korú minták összetételeit hasonlítsuk össze egymással. A jégmagokból származó por korát elsősorban éves pontosságú réteg- vagy laminaszámlálással határozzák meg. A lösz üledékek kormeghatározására két módszert használnak: optikai és/vagy infravörös lumineszcens kormeghatározást, valamint radiokarbon datálást. Az első módszerrel kvarc, illetve káliföldpát ásványok betemetődési kora határozható meg, közvetve tehát az üledék felhalmozódási korára következtethetünk az adatokból. A radiokarbonos vizsgálat precízebb meghatározást tesz lehetővé, fő korláta azonban, hogy „csak” 50 ezer évesnél fiatalabb anyag (például faszén, csigahéjak) esetén használható.
– A mintákat a helyszínen gyűjtötték be?
– Többnyire a meglévő kutatási kapcsolatainkon keresztül szereztünk be azonos korú üledékmintákat, melyek az északi félteke több pontjáról: az észak-amerikai Nebraskától Északnyugat-Szibériáig, illetve Közép-Európától Kínáig származnak. Ezt követően röntgendiffrakciós módszerrel határoztuk meg az agyagásvány-összetételüket. Az izotópos mérésekhez a löszmintákból kb. 100 mg mennyiséget oldottunk fel igen erős, ultra tiszta sósav, salétromsav és folysav keverékében, emelt, 100-120 ?C körüli hőmérsékleten. Ezután oszlopkromatográfiás módszerrel elvégeztük a stroncium, neodímium és hafnium elemek szétválasztását, majd a végső lépést a minták 87Sr/86Sr, 143Nd/144Nd és a 176Hf/177Hf izotóp-összetételeinek meghatározása jelentette. A tömegspektrometriás méréseket Bécsben, Londonban és Leedsben végezték.
– Miről szólnak az első eredmények?
– Korábban azt feltételezték, hogy a Közép-Grönlandon az utolsó glaciális maximum során kiülepedett por Délkelet-Ázsiából származhat. Saját vizsgálataink megerősítették az ázsiai források lehetséges szerepét, ugyanakkor felvetették a közép-európai források lehetőségét is. Sajnos azonban a rendelkezésre álló adatok alapján jelenleg nem dönthető el, hogy mindkét forrás szóba jöhet-e, vagy csak az egyik. A kérdést az is nehezíti, hogy a Pacifikus-hegységrendszer vulkáni porának hozzájárulását sem tudjuk egyértelműen kizárni.
Eredményeink azért érdekesek, mert a glaciális maximumra kidolgozott légköri modellek bizonyos fokú tesztelésére adnak lehetőséget. Ha a por nagy része vagy egésze Délkelet-Ázsiából származik, akkor ez tovább erősíti a nyugat–keleti irányú zonális légköri szállítás túlsúlyát. Ha azonban bebizonyosodna a por közép-európai forrása, az feltételezne egy másik, a korábbi modellekben csak alárendelten megjelenő meridionális szállítási útvonalat, amely Eurázsia központi részén keresztül juttathatott port Grönlandra. Eredményeink végső értékelése és modellekbe építése azonban a meteorológusok feladata lesz.
– Hogyan folytatják a kutatást?
– Első körben egy osztrák-magyar bilaterális projekt keretében 2016 első felében tesztelni szeretnénk, hogy képesek vagyunk-e reprodukálható hafniumizotóp-összetételt mérni igen kis mennyiségű, tíz milligrammnál kisebb pormintákon. Előzetes méréseink alapján – melyek eredményeiről a Geophysical Research Lettersben megjelent cikkben is beszámoltunk – úgy gondoljuk, hogy a hafniumizotóp-összetétel segíthet eldönteni, hogy az említett két fő porforrási terület közül melyik dominált. Ehhez azonban még hasonló mérések szükségesek különböző jégmagokból.
– Napjainkban sok szó esik a klímaváltozásról. Van lehetőség arra, hogy a löszképződés újra meginduljon, és a Grönlandra eljutó porszemcsék felhalmozódása hatással legyen a jégtáblák olvadására?
– Érdekes felvetés. A szárazodás valóban ebbe az irányba vihet, de nem látjuk biztosan, hogy milyen vegetációs változások várhatók. Fontos az is, hogy egy alacsonyabb átlaghőmérsékletű klímán a szél által formált felszínek aktívabbak, viszont nem tudjuk, hogy ezek miként viselkednek melegebb klímán. Egyelőre minden a jégsapkák olvadása felé mutat, de nem tudjuk, milyen áramlási változások jelenhetnek még meg az Atlanti-óceán északi részén. A mélytengeri üledékek vizsgálata azt mutatja, hogy a trópusoktól az észak-atlantikumi térségbe jelentős mennyiségű hőenergiát szállító óceáni áramlat, az AMOC – vagyis az atlanti termohalin cirkuláció – akár le is állhat bizonyos helyzetekben, ami jelentős változást okozhat Észak-Európa hőmérsékletében. Ez az elmúlt kb. 90 ezer évben többször is megtörtént, de jelenleg úgy tartják, hogy a XXI. században nem valószínű a teljes „leállás”, csak egy 20-30%-os gyengülés. Észak-Európa klímája tehát várhatóan tovább melegszik majd.
Egy másik kérdés, amiről kevesebb szó esik, de hosszabb távon ez is befolyásolja a besugárzást és annak szezonális eloszlását, az bolygónk pályaelemeinek változása. Jelenlegi tudásunk szerint a következő 50 ezer évben nem várható eljegesedés a besugárzás előre számított, igen alacsony amplitúdójú változásai miatt. Persze egy másik hatást is figyelembe kellene vennünk ebben a történetben, mégpedig a jövőbeni antropogén eredetű üvegházhatású gázkibocsátását.
FARKAS ALEXANDRA
TRUPKA ZOLTÁN
2016/14
