Ледяное ядро

Образец ледяного керна, взятый из бура

Ледяной керн — это образец керна , который обычно извлекается из ледникового щита или высокогорного ледника . Поскольку лед образуется в результате постепенного накопления годовых слоев снега, нижние слои старше верхних, а ледяное ядро ​​содержит лед, образовавшийся в течение разных лет. Керны бурят ручными шнеками (для неглубоких скважин) или электросверлами; они могут достигать глубины более двух миль (3,2 км) и содержать лед возрастом до 800 000 лет.

Физические свойства льда и материала, заключенного в нем, можно использовать для реконструкции климата в возрастном диапазоне ядра. Пропорции различных изотопов кислорода и водорода дают информацию о древних температурах , а воздух, заключенный в крошечные пузырьки, может быть проанализирован для определения уровня атмосферных газов, таких как углекислый газ . Поскольку тепловой поток в большом ледяном покрове очень медленный, температура скважины является еще одним индикатором температуры в прошлом. Эти данные можно объединить, чтобы найти климатическую модель , которая лучше всего соответствует всем доступным данным.

Примеси в ледяных кернах могут зависеть от местоположения. Прибрежные районы с большей вероятностью содержат материалы морского происхождения, такие как ионы морской соли . Гренландии Ледяные керны содержат слои принесенной ветром пыли , что связано с холодными и засушливыми периодами в прошлом, когда холодные пустыни подвергались ветром. Радиоактивные элементы, как естественного происхождения, так и созданные в результате ядерных испытаний , можно использовать для датировки слоев льда. Некоторые вулканические события, которые были достаточно мощными, чтобы разослать материал по всему земному шару, оставили следы во многих различных ядрах, которые можно использовать для синхронизации их временных шкал.

Ледяные керны изучаются с начала 20 века, несколько кернов были пробурены по итогам Международного геофизического года (1957–1958). Были достигнуты глубины более 400 м, рекорд, который был продлен в 1960-х годах до 2164 м на станции Берд в Антарктиде. Советские проекты ледового бурения в Антарктиде включают в себя десятилетия работы на станции Восток , самая глубокая часть которой достигает 3769 метров. За прошедшие годы было завершено множество других глубоких кернов в Антарктике, в том числе проект Западно-Антарктического ледникового щита , а также керны, находящиеся под управлением Британской антарктической службы и Международной трансантарктической научной экспедиции . В Гренландии серия совместных проектов началась в 1970-х годах с проекта «Гренландский ледниковый щит» ; существовало несколько последующих проектов, самый последний из которых - Проект ледового керна Восточной Гренландии , первоначально предполагалось, что строительство глубокого керна в восточной Гренландии будет завершено в 2020 году, но затем было отложено.

Структура ледяных щитов и кернов

См. Также: Динамика ледникового покрова.

Отбор проб с поверхности ледника Таку на Аляске. находится все более плотный фирн . Между поверхностным снегом и голубым ледниковым льдом

Ледяной керн — это вертикальная колонна в леднике, в которой отбираются слои, образовавшиеся в результате годового цикла снегопадов и таяния. По мере накопления снега каждый слой давит на нижние слои, уплотняя их, пока они не превращаются в фирн . Фирн недостаточно плотный, чтобы препятствовать выходу воздуха; но при плотности около 830 кг/м ³ он превращается в лед, а воздух внутри запечатывается в пузырьки, которые отражают состав атмосферы на момент образования льда. Глубина, на которой это происходит, варьируется в зависимости от местоположения, но в Гренландии и Антарктике она колеблется от 64 до 115 м. Поскольку скорость снегопадов варьируется от места к месту, возраст фирна, когда он превращается в лед, сильно различается. В лагере Summit в Гренландии глубина составляет 77 м, а возраст льда 230 лет; у Купола С в Антарктиде глубина 95 м, возраст 2500 лет. По мере нарастания дальнейших слоев давление увеличивается, и примерно на высоте 1500 м кристаллическая структура льда меняется с гексагональной на кубическую, позволяя молекулам воздуха перемещаться в кубические кристаллы и образовывать клатрат . Пузырьки исчезают, а лед становится более прозрачным.

Два или три фута снега могут превратиться в лед менее чем в фут. Вес выше делает более глубокие слои льда тонкими и вытекает наружу. Лед по краям ледника теряется из-за айсбергов или летнего таяния, и общая форма ледника не сильно меняется со временем. Выходящий поток может исказить слои, поэтому желательно бурить глубокие ледяные керны в местах, где поток очень слабый. Их можно обнаружить с помощью карт линий потока.

Примеси во льду предоставляют информацию об окружающей среде с момента их осаждения. К ним относятся сажа, пепел и другие виды частиц от лесных пожаров и вулканов ; изотопы, такие как бериллий-10 , созданные космическими лучами ; микрометеориты ; и пыльца . Самый нижний слой ледника, называемый базальным льдом, часто образуется из подледниковой талой воды, которая вновь замерзла. Его толщина может достигать примерно 20 м, и хотя он имеет научную ценность (например, может содержать подледные микробные популяции), он часто не сохраняет стратиграфическую информацию.

Керны часто бурят в таких регионах, как Антарктида и центральная Гренландия, где температура почти никогда не бывает достаточно высокой, чтобы вызвать таяние, но летний солнечный свет все же может изменить снег. В полярных районах Солнце видно днем ​​и ночью летом и невидимо всю зиму. снега Это может привести к сублимации , в результате чего верхний дюйм или около того станет менее плотным. Когда Солнце приближается к самой низкой точке неба, температура падает, и иней на верхнем слое образуется . Погребенный под снегом последующих лет, крупнозернистый иней сжимается в более легкие слои, чем зимний снег. В результате в ледяном керне можно увидеть чередующиеся полосы более светлого и темного льда.

Керн

См. Также: Бурение льда

Ледобур запатентован в 1932 году; конструкция очень похожа на современные шнеки, используемые для неглубокого бурения.

Ледяные керны собираются путем разрезания цилиндра со льдом таким образом, чтобы его можно было доставить на поверхность. Ранние керны часто собирались ручными шнеками , и их до сих пор используют для проделывания коротких скважин. Конструкция шнеков для ледяных кернов была запатентована в 1932 году и с тех пор мало изменилась. Шнек по сути представляет собой цилиндр с винтовыми металлическими ребрами (известными как лопасти), обернутыми снаружи, на нижнем конце которых расположены режущие лезвия. Ручные шнеки можно вращать с помощью Т-образной рукоятки или ручки-скобы , а некоторые из них можно прикрепить к ручным электродрелям для обеспечения вращения. С помощью штатива для опускания и подъема шнека можно извлекать керны глубиной до 50 м, однако практический предел составляет около 30 м для шнеков с приводом от двигателя и меньше для ручных шнеков. Ниже этой глубины используются электромеханические или термические сверла.

Режущий аппарат сверла находится на нижнем конце бурового ствола, трубки, которая окружает керн, когда сверло режет вниз. Черенки (куски льда , срезанные дрелью) необходимо вытягивать из лунки и утилизировать, иначе они снизят эффективность резания дрели. Их можно удалить путем уплотнения их в стенки скважины или в керн, путем циркуляции воздуха (сухое бурение), или с использованием бурового раствора (мокрое бурение). Сухое бурение ограничено глубиной около 400 м, поскольку ниже этой точки яма закроется, поскольку лед деформируется под весом льда выше.

Буровые растворы выбираются так, чтобы сбалансировать давление, чтобы скважина оставалась стабильной. Жидкость должна иметь низкую кинематическую вязкость для сокращения времени спуска (времени, необходимого для вытягивания бурового оборудования из скважины и возврата его на забой скважины). Поскольку извлечение каждого сегмента керна требует спуска, более медленная скорость движения через буровой раствор может значительно увеличить время проекта — год или больше для глубокой скважины. Жидкость должна как можно меньше загрязнять лед; он должен иметь низкую токсичность , обеспечивать безопасность и минимизировать воздействие на окружающую среду; он должен быть доступен по разумной цене; и его должно быть относительно легко транспортировать. Исторически сложилось так, что существовало три основных типа растворов для бурения льда: двухкомпонентные растворы на основе керосиноподобных продуктов, смешанных с фторуглеродами для увеличения плотности; спиртовые соединения, включая водные этиленгликоля и этанола растворы ; и сложные эфиры , включая н-бутилацетат . Были предложены новые жидкости, в том числе новые жидкости на основе сложных эфиров, низкомолекулярные диметилсилоксановые масла, эфиры жирных кислот и жидкости на основе керосина, смешанные с пенообразователями.

Роторное бурение является основным методом добычи полезных ископаемых, его также используют для бурения льда. В нем используется колонна бурильных труб, вращающаяся сверху, а буровой раствор закачивается вниз по трубе и возвращается обратно вокруг нее. Шлам удаляется из жидкости в верхней части скважины, а затем жидкость закачивается обратно вниз. Этот подход требует длительного времени спуска, поскольку всю бурильную колонну необходимо поднимать из скважины, и каждый отрезок трубы необходимо отсоединять отдельно, а затем снова подсоединять при повторной установке бурильной колонны. Наряду с логистическими трудностями, связанными с доставкой тяжелой техники на ледниковые щиты, это делает традиционные роторные буры непривлекательными. Напротив, буровые станки на кабеле позволяют извлекать колонковый ствол из буровой установки, пока он все еще находится на дне скважины. Колонковый ствол поднимают на поверхность и извлекают керн; ствол снова опускается и снова соединяется с буровым агрегатом. Другой альтернативой являются буровые установки с гибкой бурильной колонной, в которых бурильная колонна достаточно гибкая, чтобы ее можно было свернуть на поверхности. Это избавляет от необходимости отключать и повторно подключать трубы во время поездки.

Механическая сверлильная головка с режущими зубьями

Необходимость в колонне бурильных труб, проходящей от поверхности до забоя скважины, можно устранить, подвешивая всю скважинную компоновку на бронированном кабеле, передающем мощность к забойному двигателю. Эти дрели с тросовой подвеской можно использовать как для неглубоких, так и для глубоких отверстий; им требуется устройство противодействия крутящему моменту, такое как листовые пружины , которые прижимаются к стволу скважины, чтобы предотвратить вращение бурового агрегата вокруг буровой головки при резке керна. Буровой раствор обычно циркулирует вниз по внешней стороне бура и обратно между керном и колонковым стволом; шлам хранится в скважинной компоновке, в камере над керном. После извлечения керна камера для шлама опорожняется для следующего прохода. Некоторые буры были разработаны для извлечения второго кольцевого керна за пределами центрального керна, и в этих бурах пространство между двумя кернами можно использовать для циркуляции. Буры с тросовой подвеской зарекомендовали себя как наиболее надежная конструкция для бурения глубокого льда.

Также можно использовать термические сверла, которые разрезают лед за счет электрического нагрева буровой головки, но у них есть некоторые недостатки. Некоторые из них предназначены для работы на холодном льду; у них высокое энергопотребление, а выделяемое ими тепло может ухудшить качество извлеченного ледяного керна. В результате ранние термические буры, предназначенные для использования без бурового раствора, были ограничены по глубине; более поздние версии были модифицированы для работы в отверстиях, заполненных жидкостью, но это сократило время спуска, и эти сверла сохранили проблемы более ранних моделей. Кроме того, термобуры, как правило, громоздки, и их нецелесообразно использовать в районах, где существуют логистические трудности. Более поздние модификации включают использование антифриза , который устраняет необходимость нагрева сверла и, следовательно, снижает энергопотребление дрели. В бурах с горячей водой используются струи горячей воды, направляемые на буровую головку, чтобы растопить воду вокруг керна. Недостатки заключаются в том, что трудно точно контролировать размеры скважины, керн нелегко сохранить стерильным, а нагрев может вызвать термический шок керна.

При бурении в умеренном льду термобуры имеют преимущество перед электромеханическими (ЭМ) бурами: лед, растопленный под давлением, может повторно замерзнуть на ЭМ-сверлах, снижая эффективность резания, и может засорить другие части механизма. ЭМ-буры также с большей вероятностью разрушат ледяные керны там, где лед находится под сильным напряжением.

При бурении глубоких скважин, требующих бурового раствора, скважину необходимо обсадить (снабдить цилиндрической обделкой), так как в противном случае буровой раствор будет поглощен снегом и фирном. Кожух должен доходить до непроницаемых слоев льда. Для установки обсадной трубы можно использовать неглубокий шнек для создания пилотного отверстия, которое затем расширяется (расширяется) до тех пор, пока оно не станет достаточно широким, чтобы вместить обсадную трубу; Также можно использовать шнек большого диаметра, что позволяет избежать необходимости расширения. Альтернативой обсадной колонне является использование воды в скважине для насыщения пористого снега и фирна; вода со временем превращается в лед.

Ледяные керны с разных глубин не все одинаково востребованы научными исследователями, что может привести к нехватке ледяных кернов на определенных глубинах. Для решения этой проблемы была проведена работа над технологией бурения повторных кернов: дополнительных кернов, извлеченных путем бурения боковой стенки скважины на глубинах, представляющих особый интерес. Повторные керны были успешно извлечены на водоразделе WAIS в сезоне бурения 2012–2013 гг. На четырех разных глубинах.

Крупные керновые проекты

Логистика любого проекта по отбору керна сложна, поскольку места обычно труднодоступны и могут находиться на большой высоте. Крупнейшие проекты требуют многих лет планирования и лет реализации, и обычно они выполняются международными консорциумами. льда и Например, проект EastGRIP, который по состоянию на 2017 год бурит в восточной Гренландии, находится в ведении Центра климата ( Институт Нильса Бора , Копенгагенский университет ) в Дании . и включает в свой руководящий комитет представителей 12 стран. Во время бурового сезона в лагере работают десятки людей. материально-техническая поддержка включает возможности воздушных перевозок, предоставляемые Национальной гвардией США с использованием транспортных самолетов Hercules, принадлежащих Национальному научному фонду . В 2015 году команда EastGRIP перенесла помещения лагеря из NEEM , бывшего места бурения кернов льда в Гренландии, на площадку EastGRIP. Ожидается, что бурение продолжится как минимум до 2020 года.

Основная обработка

Распиловка GRIP сердцевины

При некоторых различиях между проектами между бурением и окончательным хранением ледяного керна должны выполняться следующие этапы.

Бур удаляет кольцо льда вокруг керна, но не разрезает его под ним. Подпружиненный рычаг, называемый кернодержателем, может отломать керн и удерживать его на месте, пока он поднимается на поверхность. Затем керн извлекают из бурового ствола, обычно раскладывая его ровно так, чтобы керн мог выскользнуть на подготовленную поверхность. Керн необходимо очищать от бурового раствора по мере его выдвижения; для проекта по отбору керна WAIS Divide для облегчения этой работы была установлена ​​вакуумная система. Поверхность, принимающая керн, должна быть максимально точно совмещена со стволом бура, чтобы свести к минимуму механическое воздействие на керн, который может легко сломаться. Температура окружающей среды поддерживается значительно ниже нуля, чтобы избежать термического шока.

Ведется журнал с информацией о керне, включая его длину и глубину, с которой он был извлечен, а керн может быть помечен, чтобы показать его ориентацию. Обычно его разрезают на более короткие части, стандартная длина в США составляет один метр. Затем керны хранятся на месте, обычно в помещении ниже уровня снега, чтобы упростить поддержание температуры, хотя можно использовать дополнительное охлаждение. Если необходимо удалить больше бурового раствора, керны можно обдуть воздухом. Отбираются любые пробы, необходимые для предварительного анализа. Затем ядро ​​упаковывают в пакеты, часто в полиэтилен , и хранят для транспортировки. Добавляется дополнительная упаковка, включая набивочный материал. Когда керны вывозятся с буровой площадки, кабина самолета не отапливается, что помогает поддерживать низкую температуру; при транспортировке на корабле их следует хранить в холодильной установке.

В мире есть несколько мест, где хранятся ледяные керны, например, Национальная лаборатория ледяных кернов в США. Эти места предоставляют образцы для тестирования. Значительная часть каждого ядра архивируется для будущего анализа.

Хрупкий лед

Пузырьки в образце антарктического льда. Освещение поляризованным светом

Осколок антарктического льда с пузырьками в ловушке. Изображения из CSIRO .

На глубине, известной как зона хрупкого льда , пузырьки воздуха задерживаются во льду под большим давлением. Когда керн выносится на поверхность, пузырьки могут оказывать напряжение, превышающее предел прочности льда, что приводит к образованию трещин и отколов . На большей глубине воздух распадается на клатраты, и лед снова становится устойчивым. На участке WAIS Divide глубина зоны хрупкого льда составляла от 520 м до 1340 м.

Из зоны хрупкого льда обычно возвращаются образцы более низкого качества, чем из остальной части керна. Можно предпринять некоторые шаги, чтобы облегчить проблему. Внутри бурового ствола можно поместить облицовки, чтобы изолировать керн до того, как он будет поднят на поверхность, но это затрудняет очистку бурового раствора. При бурении полезных ископаемых специальная техника может доставлять образцы керна на поверхность при забойном давлении, но это слишком дорого для труднодоступных мест большинства буровых площадок. Поддержание перерабатывающих предприятий при очень низких температурах ограничивает термические удары. Керны наиболее хрупкие на поверхности, поэтому другой подход — разбить их в яме на отрезки длиной 1 м. Выдавливание керна из бурового ствола в сетку помогает сохранить его целостность, если он разобьется. Хрупкие керны также часто оставляют на хранение на буровой площадке в течение некоторого времени, вплоть до года между сезонами бурения, чтобы лед постепенно расслабился.

Данные ледяного керна

Встречаться

На ледяных кернах проводится множество различных видов анализа, включая визуальный подсчет слоев, тесты на электропроводность и физические свойства, а также анализы на наличие газов, частиц, радионуклидов и различных молекулярных частиц . Чтобы результаты этих тестов были полезны при реконструкции палеосреды , должен быть способ определить взаимосвязь между глубиной и возрастом льда. Самый простой подход — подсчитать слои льда, соответствующие первоначальным годовым слоям снега, но это не всегда возможно. Альтернативой является моделирование накопления и потока льда, чтобы предсказать, сколько времени потребуется данному снегопаду, чтобы достичь определенной глубины. Земли Другой метод заключается в корреляции радионуклидов или следов атмосферных газов с другими временными масштабами, такими как периодичность параметров орбиты .

Трудность датирования ледяных кернов заключается в том, что газы могут диффундировать через фирн, поэтому лед на заданной глубине может быть значительно старше, чем газы, попавшие в него. В результате существует две хронологии для данного ледяного ядра: одна для льда и одна для захваченных газов. Чтобы определить взаимосвязь между ними, были разработаны модели глубины, на которой газы задерживаются в данном месте, но их предсказания не всегда оказывались надежными. В местах с очень небольшим количеством снегопадов, таких как Восток , неопределенность в разнице между возрастом льда и газа может составлять более 1000 лет.

Плотность и размер пузырьков, запертых во льду, позволяют судить о размере кристаллов в момент их образования. Размер кристалла связан со скоростью его роста, которая, в свою очередь, зависит от температуры, поэтому свойства пузырьков можно объединить с информацией о скорости накопления и плотности фирна, чтобы рассчитать температуру образования фирна.

Радиоуглеродное датирование можно использовать для определения углерода в захваченном CO.
₂ . В полярных ледниковых щитах содержится около 15–20 мкг углерода в виде CO.
₂ в каждом килограмме льда, а также могут присутствовать карбонатные частицы из перенесенной ветром пыли ( лесс ). СО ​
₂ можно выделить путем сублимации льда в вакууме, поддерживая температуру достаточно низкой, чтобы лесс не отдал углерод. Результаты необходимо скорректировать на наличие ¹⁴
C создается непосредственно во льду космическими лучами, и величина поправки сильно зависит от местоположения ледяного ядра. Исправления для ¹⁴
Угарный газ, полученный в результате ядерных испытаний, оказывает гораздо меньшее влияние на результаты. Углерод в твердых частицах также можно датировать путем разделения и тестирования водонерастворимых органических компонентов пыли. Обычно обнаруживаемые очень небольшие количества требуют использования не менее 300 г льда, что ограничивает возможность метода точно определить возраст глубин керна.

Временные шкалы ледяных кернов из одного и того же полушария обычно можно синхронизировать с помощью слоев, включающих материал вулканических событий. Сложнее связать временные шкалы в разных полушариях. Событие Лашампа , геомагнитная инверсия, произошедшая около 40 000 лет назад, можно идентифицировать по ядрам; вдали от этой точки измерения таких газов, как CH
₄ ( метан ) можно использовать для связи хронологии ядра Гренландии (например) с ядром Антарктики. В тех случаях, когда вулканическая тефра перемежается льдом, ее можно датировать с помощью аргона/аргона и, следовательно, обеспечить фиксированные точки для датировки льда. Распад урана также использовался для датировки ледяных кернов. Другой подход заключается в использовании методов байесовской вероятности для поиска оптимальной комбинации нескольких независимых записей. Этот подход был разработан в 2010 году и с тех пор воплощен в программном инструменте DatIce.

Граница между плейстоценом и голоценом , произошедшая около 11 700 лет назад, теперь формально определена со ссылкой на данные по кернам льда Гренландии. Формальные определения стратиграфических границ позволяют ученым в разных местах сопоставлять свои выводы. Они часто включают в себя летописи окаменелостей, которых нет в ледяных кернах, но керны содержат чрезвычайно точную палеоклиматическую информацию, которую можно соотнести с другими климатическими показателями.

Датирование ледниковых щитов оказалось ключевым элементом в определении дат палеоклиматических записей. По словам Ричарда Элли , «во многих отношениях ледяные керны являются «розеттскими камнями», которые позволяют создать глобальную сеть точно датированных палеоклиматических записей с использованием лучших возрастов, определенных в любой точке планеты».

Визуальный анализ

Срез ледяного керна GISP 2 длиной 19 см с высоты 1855 м, показывающий структуру годового слоя, освещенную снизу оптоволоконным источником. Разрез содержит 11 годовых слоев, летние слои (показаны стрелками) расположены между более темными зимними слоями.

На кернах видны видимые слои, соответствующие ежегодному снегопаду на керне. Если в свежем снегу вырыть пару ям с тонкой стенкой между ними и одну из ям накрыть крышей, то наблюдатель в крытой яме увидит слои, просвечивающие сквозь солнечный свет. В шестифутовой яме может быть видно что угодно, от менее чем года снега до нескольких лет снега, в зависимости от местоположения. Столбы, оставленные в снегу из года в год, показывают количество накопленного снега каждый год, и это можно использовать для проверки того, что видимый слой в снежной яме соответствует снегопаду за один год.

В центральной Гренландии в обычный год выпадает два-три фута зимнего снега плюс несколько дюймов летнего снега. Когда он превратится в лед, два слоя составят не более фута льда. Слои, соответствующие летнему снегу, будут содержать более крупные пузырьки, чем зимние, поэтому чередующиеся слои остаются видимыми, что позволяет отсчитывать ядро ​​и определять возраст каждого слоя. По мере того, как глубина увеличивается до такой степени, что структура льда меняется на клатрат, пузырьки больше не видны, и слои больше не видны. Слои пыли теперь могут стать видимыми. Лед из кернов Гренландии содержит пыль, переносимую ветром; пыль появляется наиболее сильно в конце зимы и выглядит как мутные серые слои. Эти слои прочнее и их легче увидеть в прошлом, когда климат Земли был холодным, сухим и ветреным.

Любой метод подсчета слоев в конечном итоге сталкивается с трудностями, поскольку поток льда приводит к тому, что слои становятся тоньше и их труднее увидеть с увеличением глубины. Проблема более остра в местах, где накопление высоко; места с низким уровнем накопления, такие как центральная Антарктида, должны быть датированы другими методами. Например, на Востоке подсчет слоев возможен только до возраста 55 000 лет.

Во время летнего таяния растаявший снег повторно замерзает в снегу и фирне, а образовавшийся слой льда имеет очень мало пузырьков, поэтому его легко распознать при визуальном осмотре керна. Идентификация этих слоев, как визуально, так и путем измерения плотности ядра в зависимости от глубины, позволяет рассчитать процент признаков таяния (MF): MF, равный 100%, будет означать, что каждый год отложения снега демонстрируют признаки таяния. Расчеты MF усредняются по нескольким объектам или длительным периодам времени, чтобы сгладить данные. Графики данных МФ с течением времени показывают изменения климата и показывают, что с конца 20-го века скорость таяния увеличивается.

Помимо ручного контроля и регистрации особенностей, выявленных при визуальном осмотре, керны можно сканировать оптически, чтобы получить цифровую визуальную запись. Для этого необходимо разрезать сердцевину вдоль, чтобы получилась плоская поверхность.

Изотопный анализ

Изотопный состав кислорода в ядре можно использовать для моделирования температурной истории ледникового щита. Кислород имеет три стабильных изотопа: ¹⁶
Ой , ¹⁷
О и ¹⁸
. ​ Соотношение между ¹⁸
О и ¹⁶
О указывает температуру, когда выпал снег. Потому что ¹⁶
О легче, чем ¹⁸
О , вода, содержащая ¹⁶
O с несколько большей вероятностью превратится в пар, а вода, содержащая ¹⁸
O с несколько большей вероятностью конденсируется из пара в кристаллы дождя или снега. При более низких температурах разница более заметна. Стандартный метод записи ¹⁸
О / ¹⁶
Соотношение O означает вычитание соотношения в стандарте, известном как стандарт средней океанской воды (SMOW):

$\mathrm {\delta ^{18}O} ={\Biggl (}\mathrm {\frac {{\bigl (}{\frac {^{18}O}{^{16}O}}{\bigr )}_{sample}}{{\bigl (}{\frac {^{18}O}{^{16}O}}{\bigr )}_{SMOW}}} -1{\Biggr )}\times 1000\ ^{o}\!/\!_{oo},$

где знак ‰ указывает части на тысячу . Образец с тем же ¹⁸
О / ¹⁶
Коэффициент O, поскольку SMOW имеет δ ¹⁸ О 0‰; образец, обедненный ¹⁸
O имеет отрицательное δ ¹⁸ . ​ Объединение δ ¹⁸ Измерения O образца ледяного керна с температурой скважины на той глубине, с которой он был получен, дают дополнительную информацию, в некоторых случаях приводящую к значительным поправкам к температурам, выведенным из δ ¹⁸ Один раз . Не все скважины могут быть использованы в этом анализе. Если в прошлом на этом участке наблюдалось значительное таяние, скважина больше не будет сохранять точные данные о температуре.

Водородные соотношения также можно использовать для расчета температурной истории. Дейтерий ( ²
H или D) тяжелее водорода ( ¹
H ) и повышает вероятность конденсации воды и снижает вероятность ее испарения. А δ Коэффициент D можно определить так же, как δ ¹⁸ . ​ Существует линейная зависимость между δ ¹⁸ О и δ Д:

$\mathrm {\delta D} =8\times \mathrm {\delta ^{18}O} +\mathrm {d} ,$

где d — избыток дейтерия. Когда-то считалось, что это означает, что нет необходимости измерять оба соотношения в данном ядре, но в 1979 году Мерливат и Жузель показали, что избыток дейтерия отражает температуру, относительную влажность и скорость ветра океана, где возникла влага. С тех пор принято измерять и то, и другое.

Записи изотопов воды, проанализированные в кернах из лагерей Сенчури и Дай-3 в Гренландии, сыграли важную роль в открытии событий Дансгаарда-Эшгера — быстрого потепления в начале межледниковья с последующим более медленным охлаждением. Были изучены и другие изотопные отношения, например, соотношение между ¹³
С и ¹²
C может предоставить информацию о прошлых изменениях в углеродном цикле . Сочетание этой информации с записями уровней углекислого газа, также полученными из ледяных кернов, дает информацию о механизмах изменения содержания CO.
₂ со временем.

Палеоатмосферный отбор проб

График содержания CO ₂ (зеленый), реконструированной температуры (синий) и пыли (красный) из ледяного керна Востока за последние 420 000 лет.

Озоноразрушающие газы в гренландском фирне.

В 1960-х годах стало понятно, что анализ воздуха, заключенного в ледяных кернах, предоставит полезную информацию о палеоатмосфере , но только в конце 1970-х годов был разработан надежный метод извлечения. Ранние результаты включали демонстрацию того, что CO
₂ концентрация была на 30% меньше во время последнего ледникового максимума, чем непосредственно перед началом индустриальной эпохи. Дальнейшие исследования продемонстрировали надежную корреляцию между CO
₂ уровня и температура, рассчитанная по изотопным данным льда.

Потому что Ч.
₄ (метан) вырабатывается в озерах и водно-болотных угодьях , его количество в атмосфере коррелирует с силой муссонов , которые, в свою очередь, коррелируют с силой в низких широтах летней инсоляции . Поскольку инсоляция зависит от орбитальных циклов , для которых временная шкала доступна из других источников, CH
₄ можно использовать для определения взаимосвязи между глубиной керна и возрастом. Н
_{Уровни 2} O (закиси азота) также коррелируют с ледниковыми циклами, хотя при низких температурах график несколько отличается от графика CO.
₂ и СН
₄ графика. Аналогично, соотношение между N
₂ (азот) и O
₂ (кислород) можно использовать для датировки ледяных кернов: поскольку воздух постепенно захватывается снегом, превращающимся в фирн, а затем в лед, O
₂ теряется легче, чем N
₂ и относительное количество O
₂ коррелирует с силой местной летней инсоляции. Это означает, что захваченный воздух сохраняется в соотношении O
₂ к Н
₂ , запись летней инсоляции и, следовательно, объединение этих данных с данными орбитального цикла позволяет установить схему датирования ледяных кернов.

Диффузия внутри слоя фирна вызывает и другие изменения, которые можно измерить. Гравитация приводит к обогащению более тяжелых молекул в нижней части газового столба, причем степень обогащения зависит от разницы в массе между молекулами. Более низкие температуры приводят к тому, что более тяжелые молекулы становятся более обогащенными в нижней части колонны. Эти процессы фракционирования в захваченном воздухе, определяемые измерением ¹⁵
Н / ¹⁴
N Соотношение и неона , криптона и ксенона использовались для определения толщины фирнского слоя и определения другой палеоклиматической информации, такой как средние температуры океана в прошлом. Некоторые газы, такие как гелий, могут быстро диффундировать сквозь лед, поэтому для получения точных данных может потребоваться тестирование этих «летучих газов» в течение нескольких минут после извлечения ядра. Хлорфторуглероды (ХФУ), которые способствуют парниковому эффекту , а также вызывают потерю озона в стратосфере . может быть обнаружен в кернах льда примерно после 1950 г.; почти все ХФУ в атмосфере были созданы в результате деятельности человека.

В периоды переходного климата в ядрах Гренландии при анализе может обнаруживаться избыток CO ₂ в пузырьках воздуха из-за образования CO ₂ кислотными и щелочными примесями.

Гляциохимия

Летний снег в Гренландии содержит немного морской соли, приносимой ветром из окружающих вод; зимой его меньше, когда большая часть морской поверхности покрыта паковым льдом. Точно так же перекись водорода появляется только в летнем снеге, поскольку для ее производства в атмосфере требуется солнечный свет. Эти сезонные изменения можно обнаружить, поскольку они приводят к изменениям электропроводности льда . Размещение двух электродов под высоким напряжением между ними на поверхности ледяного керна позволяет измерить проводимость в этой точке. Перетаскивая их по длине ядра и записывая проводимость в каждой точке, получаем график, показывающий годовую периодичность. Такие графики также определяют химические изменения, вызванные несезонными событиями, такими как лесные пожары и крупные извержения вулканов. Когда известное вулканическое событие, такое как извержение Лаки в Исландии в 1783 году, может быть идентифицировано в записях ледяного керна, это обеспечивает перекрестную проверку возраста, определенного путем подсчета слоев. Материал из Лаки можно обнаружить в кернах льда Гренландии, но он не распространился до Антарктиды; извержение Тамборы в Индонезии в 1815 году привело к выбросу материала в стратосферу, и его можно обнаружить как в ледяных кернах Гренландии, так и в Антарктике. Если дата извержения неизвестна, но ее можно идентифицировать в нескольких кернах, то датировка льда, в свою очередь, может дать дату извержения, которую затем можно использовать в качестве эталонного слоя. Это было сделано, например, при анализе климата в период с 535 по 550 год нашей эры, на который, как считалось, повлияло ранее неизвестное тропическое извержение примерно в 533 году нашей эры; но которое, как оказалось, было вызвано двумя извержениями: одним в 535 или начале 536 г. н.э., а вторым - в 539 или 540 г. н.э. Есть и более древние ориентиры, такие как извержение Тобы около 72 000 лет назад.

В кернах льда было обнаружено множество других элементов и молекул. В 1969 году было обнаружено, что уровень свинца во льду Гренландии увеличился более чем в 200 раз по сравнению с доиндустриальными временами, а также было зарегистрировано увеличение содержания других элементов, производимых в результате промышленных процессов, таких как медь , кадмий и цинк . Наличие азотной и серной кислоты ( HNO
₃ и Н
₂ ТАК
₄ ) в осадках можно показать, что они коррелируют с увеличением сгорания топлива с течением времени. Метансульфонат (MSA) ( CH
₃3СО ⁻
₃ ) производится в атмосфере морскими организмами, поэтому записи ледяных кернов MSA предоставляют информацию об истории океанической среды. Оба перекиси водорода ( H
₂2О
₂ ) и формальдегид ( HCHO ) были изучены, а также органические молекулы, такие как технический углерод , которые связаны с выбросами растительности и лесными пожарами. Некоторые виды, такие как кальций и аммоний , демонстрируют сильные сезонные колебания. В некоторых случаях вклад в данный вид вносят более чем один источник: например, Ca ⁺⁺ поступает из пыли, а также из морских источников; приток морской воды намного превышает приток пыли, и поэтому, хотя пик этих двух источников приходится на разное время года, общий сигнал показывает пик зимой, когда приток морской пыли достигает максимума. Сезонные сигналы могут быть стерты на участках с низким уровнем накопления из-за приземных ветров; в этих случаях невозможно датировать отдельные слои льда между двумя эталонными слоями.

Некоторые из отложившихся химических веществ могут взаимодействовать со льдом, поэтому то, что обнаруживается в ледяном керне, не обязательно является тем, что отложилось изначально. Примеры включают HCHO и H.
₂2О
₂ . Еще одна сложность заключается в том, что в районах с низкой скоростью накопления осаждение из тумана может увеличить концентрацию снега, иногда до такой степени, что концентрация в атмосфере может быть завышена в два раза.

Растворимые примеси обнаружены в кернах льда

Источник	С помощью	Измерено в полярных льдах
Океаны	Волны и ветер	Морская соль: Na + , кл − , мг 2+ , Как 2+ , ТАК 2− 4 , К +
Земля	Засушливость и ветер	Земные соли: Mg 2+ , Как 2+ , Колорадо 2− 3 , ТАК 2− 4 , алюмосиликаты
Выбросы человеческих и биологических газов: SO 2 , (СН 3 ) 2 С , Ч 2 ДА , КОС , НЕТ х , Нью-Хэмпшир 3 , углеводороды и галогенуглероды	Химия атмосферы: O 3 , Ч 22О 2 , ОХ , РО 2 , НЕТ 3 ,	ЧАС + , Нью-Хэмпшир + 4 , кл. − , НЕТ − 3 , ТАК 2− 4 , СН 33СО − 3 , Ф − , ОХОО − , другие органические соединения

Радионуклиды

³⁶ Cl из ядерных испытаний 1960-х годов во льду ледника США.

Галактические космические лучи производят ¹⁰
Находиться в атмосфере со скоростью, зависящей от магнитного поля Солнца. Сила поля связана с интенсивностью солнечного излучения , поэтому уровень ¹⁰
Нахождение в атмосфере является показателем климата. Масс-спектрометрия на ускорителе позволяет обнаружить низкие уровни ¹⁰
В ледяных ядрах содержится около 10 000 атомов в грамме льда, и их можно использовать для обеспечения долгосрочных записей солнечной активности. Тритий ( ³
H ), созданный в результате испытаний ядерного оружия в 1950-х и 1960-х годах, был идентифицирован в ледяных кернах, и оба ³⁶ кл и ²³⁹
Pu был обнаружен в кернах льда в Антарктиде и Гренландии. Хлор-36, период полураспада которого составляет 301 000 лет, использовался для датировки ядер, как и криптон ( ⁸⁵
Кр , с периодом полураспада 11 лет), свинец ( ²¹⁰
Pb , 22 года) и кремний ( ³²
Си , 172 года).

Другие включения

Метеориты и микрометеориты, приземляющиеся на полярные льды, иногда концентрируются в результате местных экологических процессов. Например, в Антарктиде есть места, где ветры испаряют поверхностный лед, концентрируя оставшиеся твердые частицы, включая метеориты. Пруды с талой водой также могут содержать метеориты. На Южнополярной станции лед в колодце тают для обеспечения водоснабжения, оставляя после себя микрометеориты. Они были собраны роботизированным «пылесосом» и исследованы, что позволило улучшить оценки их потока и массового распределения. Скважина не представляет собой ледяной керн, но возраст растаявшего льда известен, поэтому можно определить возраст извлеченных частиц. Ежегодно скважина становится примерно на 10 м глубже, поэтому микрометеориты, собранные в данном году, примерно на 100 лет старше, чем микрометеориты предыдущего года. Пыльца , важный компонент кернов отложений, также может быть обнаружена в кернах льда. Он предоставляет информацию об изменениях растительности.

Физические свойства

Помимо примесей в керне и изотопного состава воды, исследуются физические свойства льда. Такие особенности, как размер кристаллов и ориентация оси , могут раскрыть историю структуры потоков льда в ледяном покрове. Размер кристалла также можно использовать для определения дат, но только в неглубоких ядрах.

История

Смотрите также: История научного бурения льда.

Ранние годы

Магазин образцов керна

В 1841 и 1842 годах Луи Агассис пробурил скважины в Унтераарглетчере в Альпах ; они были пробурены железными стержнями и не дали кернов. Самая глубокая достигнутая яма составила 60 метров. Во время антарктической экспедиции Эриха фон Дригальского в 1902 и 1903 годах в айсберге к югу от островов Кергелен были пробурены 30-метровые лунки и сняты показания температуры. Первым ученым, создавшим инструмент для отбора проб снега, был Джеймс Э. Черч , которого Павел Талалай назвал «отцом современной снегомерной съемки». Зимой 1908–1909 годов Черч сконструировал стальные трубы с прорезями и режущими головками для извлечения стержней снега длиной до 3 метров. Подобные устройства используются и сегодня, модифицированные для обеспечения возможности отбора проб на глубину около 9 м. Их просто втыкают в снег и вращают вручную.

Первое систематическое исследование слоев снега и фирна было выполнено Эрнстом Зорге, который участвовал в экспедиции Альфреда Вегенера в центральную Гренландию в 1930–1931 годах. Зорге выкопал 15-метровую яму для исследования слоев снега, а его результаты позже были формализованы в законе уплотнения Зорге Анри Бадером, который в 1933 году продолжил дополнительные работы по отбору керна на северо-западе Гренландии. В начале 1950-х годов экспедиция SIPRE взяла пробы из ям на большей части ледникового щита Гренландии и получила ранние данные о соотношении изотопов кислорода. Три другие экспедиции в 1950-х годах начали работы по отбору кернов льда: совместная норвежско-британско-шведская антарктическая экспедиция (NBSAE) на Земле Королевы Мод в Антарктиде; Проект исследования ледового поля Джуно (JIRP) на Аляске ; и Expeditions Polaires Françaises в центральной Гренландии. Качество керна было плохим, но на извлеченном льду была проведена определенная научная работа.

Международный геофизический год (1957–1958) ознаменовал расширение гляциологических исследований по всему миру, при этом одной из приоритетных целей исследований стали глубокие керны в полярных регионах. SIPRE провел опытно-промышленное бурение в 1956 (до 305 м) и 1957 (до 411 м) на Участке 2 в Гренландии; второй керн, благодаря опыту бурения предыдущего года, был извлечен в гораздо лучшем состоянии, с меньшим количеством пробелов. В Антарктиде 307-метровый керн был пробурен на станции Берд в 1957–1958 годах, а 264-метровый керн на Литтл-Америка V , на шельфовом леднике Росса , в следующем году. Успех колонкового бурения IGY привел к повышенному интересу к улучшению возможностей отбора ледяного керна, за ним последовал проект CRREL в Кэмп Сенчури, где в начале 1960-х годов были пробурены три скважины, самая глубокая из которых достигла основания ледникового щита на глубине 1387 м. в июле 1966 года. Бур, использованный в Кэмп-Сенчури, затем был отправлен на станцию ​​Берд, где до коренной породы была пробурена скважина длиной 2164 м, прежде чем бур вмерз в скважину подледной талой водой, и от нее пришлось отказаться.

Французские, австралийские и канадские проекты 1960-х и 1970-х годов включают 905-метровый керн в Куполе C в Антарктиде, пробуренный CNRS ; керны в Law Dome, пробуренные ANARE , начиная с 1969 года с керна длиной 382 м; и ядра ледниковой шапки Девона, извлеченные канадской командой в 1970-х годах.

Глубокие ядра Антарктиды

Комплексные данные по Куполу C, уровням CO ₂ (ppm) за период почти 800 000 лет и связанным с ними ледниковым циклам.

Советские проекты бурения льда начались в 1950-х годах на Земле Франца-Иосифа , Урале , Новой Земле , а также в Мирном и Востоке в Антарктике; не все эти ранние дыры извлекали керны. В течение следующих десятилетий работа продолжалась во многих местах Азии. Бурение в Антарктике в основном было сосредоточено на Мирном и Востоке, а серия глубоких скважин на Востоке началась в 1970 году. Первая глубокая яма на Востоке достигла глубины 506,9 м в апреле 1970 года; к 1973 году была достигнута глубина 952 м. Последующая скважина «Восток-2», пробуренная с 1971 по 1976 год, достигла глубины 450 м, а «Восток-3» достигла глубины 2202 м в 1985 году после шести сезонов бурения. «Восток-3» был первым керном, извлекшим лед из предыдущего ледникового периода, 150 000 лет назад. Бурение было прервано пожаром в лагере в 1982 году, но дальнейшее бурение началось в 1984 году и в 1989 году достигло 2546 м. Пятый керн Восток был начат в 1990 году, достиг 3661 м в 2007 году, а затем был увеличен до 3769 м. Предполагаемый возраст льда составляет 420 000 лет на глубине 3310 м; ниже этой точки трудно достоверно интерпретировать данные из-за перемешивания льда.

Сравнение ледяных кернов EPICA Dome C и Востока

EPICA , европейское сотрудничество по сбору ледяного керна, было основано в 1990-х годах, и в Восточной Антарктиде были пробурены две скважины: одна в Куполе C, которая достигла 2871 м всего за два сезона бурения, но ей потребовалось еще четыре года, чтобы достичь коренной породы на отметке 3260 м. м; и один на станции Конен , который достиг коренной породы на высоте 2760 м в 2006 году. Ядро Купола C имело очень низкие темпы накопления, что означает, что климатический рекорд простирался на долгий путь; к концу проекта доступные для использования данные расширились до 800 000 лет назад.

Другие глубокие антарктические ядра включали японский проект в Куполе F , высота которого достигла 2503 м в 1996 году, с предполагаемым возрастом нижней части ядра 330 000 лет; и последующая дыра на том же месте, высота которой в 2006 году достигла 3035 м, а возраст льда, по оценкам, составляет 720 000 лет. Американские группы бурили скважины на станции Мак-Мердо в 1990-х годах, а также на Тейлор-Доум (554 м в 1994 году) и Сайпл-Доум (1004 м в 1999 году), причем оба керна достигли льда последнего ледникового периода. Проект Западно-Антарктического ледникового щита (WAIS), завершенный в 2011 году, достиг высоты 3405 м; На этом месте наблюдается большое скопление снега, поэтому возраст льда составляет всего 62 000 лет, но, как следствие, керн предоставляет данные с высоким разрешением за охватываемый им период. Керн длиной 948 м был пробурен на острове Беркнер в рамках проекта Британской антарктической службы с 2002 по 2005 год, продолжающегося до последнего ледникового периода; под управлением Италии а в 2007 году в рамках проекта ITASE было завершено строительство керна длиной 1620 м в Talos Dome .

В 2016 году керны были извлечены из холмов Аллан в Антарктиде, в районе, где у поверхности лежал старый лед. Керны были датированы калий-аргоновым методом; традиционное датирование ледяных кернов невозможно, поскольку присутствовали не все слои. Было обнаружено, что самое старое ядро ​​включает лед, образовавшийся 2,7 миллиона лет назад, — это, безусловно, самый старый лед, образовавшийся из ядра.

Глубокие ядра Гренландии

В 1970 году начались научные дискуссии, результатом которых стал Проект «Гренландский ледниковый щит» (GISP), международное исследование ледникового щита Гренландии, которое продолжалось до 1981 года. Потребовались годы полевых работ, чтобы определить идеальное место для глубокого керна; Полевые работы включали несколько кернов средней глубины, в частности, на Дай 3 (372 м в 1971 г.), Милсенте (398 м в 1973 г.) и Крите (405 м в 1974 г.). В качестве идеального было выбрано место в северо-центральной части Гренландии, но финансовые ограничения вынудили группу вместо этого начать бурение на Дай 3, начиная с 1979 года. В 1981 году скважина достигла коренной породы на высоте 2037 м. В конечном итоге были пробурены две скважины на расстоянии 30 км друг от друга. в северо-центральном регионе в начале 1990-х годов двумя группами: GRIP , европейским консорциумом, и GISP-2, группой университетов США. GRIP достиг коренной породы на высоте 3029 м в 1992 году, а GISP-2 достиг коренной породы на высоте 3053 м в следующем году. Оба керна имели ограниченную климатическую информацию за 100 000 лет, и, поскольку считалось, что это связано с топографией скалы, подстилающей ледяной щит на буровых площадках, было выбрано новое место в 200 км к северу от GRIP, и был разработан новый проект. NorthGRIP была основана как международный консорциум под руководством Дании. Бурение началось в 1996 году; первую скважину пришлось оставить на высоте 1400 м в 1997 году, а новую скважину начали строить в 1999 году, достигнув глубины 3085 м в 2003 году. Яма не доходила до коренных пород, а заканчивалась у подледниковой реки. Ядро предоставило климатические данные на период 123 000 лет назад, что охватывало часть последнего межледниковья. Последующий проект North Greenland Eemian ( NEEM ) в 2010 году извлек керн длиной 2537 м с участка дальше на север, продлив климатический рекорд до 128 500 лет назад; За NEEM последовал EastGRIP , который начался в 2015 году в восточной Гренландии и планировалось завершить в 2020 году. В марте 2020 года выездная кампания ЕГРИП 2020 года была отменена из-за продолжающейся пандемии COVID-19 . EastGRIP вновь открылся для полевых работ в 2022 году, когда CryoEgg достиг новых глубин во льду при давлении более 200 бар и температуре около -30°С.

Неполярные сердечники

Ледяные керны были пробурены в местах, удаленных от полюсов, особенно в Гималаях и Андах . Некоторые из этих ядер относятся к последнему ледниковому периоду, но они более важны как записи явлений Эль-Ниньо и сезонов муссонов в Южной Азии. Керны также были пробурены на горе Килиманджаро . в Альпах, и в Индонезии, Новая Зеландия, Исландия, Скандинавия, Канада, и США.

Планы на будущее

IPICS (Международное партнерство в области исследований ледяных кернов) подготовило серию официальных документов, в которых излагаются будущие проблемы и научные цели для научного сообщества ледяных кернов. К ним относятся планы:

• Извлеките ледяные керны возрастом более 1,2 миллиона лет, чтобы получить несколько итераций записей ледяных кернов для 40 000-летних климатических циклов, которые, как известно, действовали в то время. Современные ядра имеют возраст более 800 000 лет и демонстрируют 100 000-летние циклы.
• Улучшите хронологию ледяных кернов, включая соединение хронологий нескольких кернов.
• Определите дополнительные косвенные данные по ледяным кернам, например, морской лед, морскую биологическую продуктивность или лесные пожары.
• Пробурите дополнительные керны, чтобы получить данные высокого разрешения за последние 2000 лет, которые можно будет использовать в качестве входных данных для детального моделирования климата.
• Определите улучшенный буровой раствор
• Улучшите способность работать с хрупким льдом как во время бурения, так и при транспортировке и хранении.
• Найдите способ справиться с кернами, в которых вода находится под давлением в коренных породах.
• Придумайте стандартизированный легкий бур, способный бурить как мокрые, так и сухие скважины и способный достигать глубины до 1000 м.
• Улучшите обработку ядер, чтобы максимизировать информацию, которую можно получить от каждого ядра.

Установлено, что потепление климата приводит к созданию талой ледниковой воды, которая смывает упорядоченные во времени слои захваченных аэрозолей, которые исследователи используют в качестве исторической записи экологических событий. Фонд ледовой памяти планирует хранить дополнительные ледяные керны в Антарктиде на случай неминуемой потери данных.

См. также

• Список ледяных кернов
• Бурение льда

Источники

• Элли, Ричард Б. (2000). Машина времени на две мили . Принстон, Нью-Джерси: Издательство Принстонского университета. ISBN  978-0-691-10296-2 .
• Элли, Ричард Б. (2010). «Надежность исследований ледяных кернов: исторический взгляд» . Журнал гляциологии . 56 (200): 1095–1103. Бибкод : 2010JGlac..56.1095A . дои : 10.3189/002214311796406130 .
• Блюнье, Т.; Спани, Р.; Барнола, Ж.-М.; Чапеллаз, Дж.; Лулерг, Л.; Швандер, Дж. (2007). «Синхронизация записей ледяных кернов по атмосферным газам» . Климат прошлого . 3 (2): 325–330. Бибкод : 2007CliPa...3..325B . дои : 10.5194/cp-3-325-2007 .
• Даль-Йенсен, Дорте; Кирк, Мари; Ларсен, Ларс.Б.; Шелдон, Саймон Г.; Стеффенсен, JP (2016). «Полевой сезон 2016 г.: Проект ледового керна Восточной Гренландии (EGRIP) 2015–2020 гг.: Создание бурового лагеря EGRIP» (PDF) . Группа льда и климата Института Нильса Бора. Архивировано из оригинала (PDF) 9 апреля 2017 года.
• Жузель, Дж. (2013). «Краткая история ледяных кернов за последние 50 лет» . Климат прошлого . 9 (6): 2525–2547. Бибкод : 2013CliPa...9.2525J . дои : 10.5194/cp-9-2525-2013 .
• Ландэ, А.; Дрейфус, Г.; Капрон, Э.; Пол, К.; Лутре, МФ; Рейно, Д.; Липенков В.Ю.; Арно, Л.; Массон-Дельмотт, В.; Пайяр, Д.; Жузель, Дж.; Лейенбергер, М. (2012). «К орбитальному датированию ледяного ядра EPICA Dome C с использованием δO ₂ /N ₂ » (PDF) . Климат прошлого . 8 (1): 191–203. Бибкод : 2012CliPa...8..191L . дои : 10.5194/cp-8-191-2012 .
• Лэнгуэй, Честер К. (январь 2008 г.). «История ранних кернов полярного льда» (PDF) . Отчет CRREL (TR-08-1): 1–47. Архивировано из оригинала (PDF) 18 ноября 2016 года.
• Легран, М.; Маевский, П. (1997). «Гляциохимия кернов полярного льда: обзор» . Обзоры геофизики . 35 (3): 219–243. Бибкод : 1997RvGeo..35..219L . дои : 10.1029/96RG03527 . S2CID   55357216 .
• Лоу, Дж. Джон; Уокер, Майк (2014). Реконструкция четвертичной среды (3-е изд.). Абингдон, Великобритания: Рутледж. ISBN  978-0-415-74075-3 .
• Маккиннон, ПК (1980). «Ледяные ядра». Гляциологические данные . Вашингтон, округ Колумбия: Мировой центр данных А по гляциологии [Снег и лед]. ISSN   0149-1776 .
• Суни, Джозеф М.; Твиклер, Марк С.; Харгривз, Джеффри М.; Бенсивенго, Брайан М.; Киппенхан, Мэтью Дж.; Джонсон, Джей А.; Крейвенс, Эрик Д.; Нефф, Питер Д.; Нанн, Ричард М.; Орси, Анаис Дж.; Попп, Тревор Дж.; Роудс, Джон Ф.; Вон, Брюс Х.; Фойгт, Дональд Э.; Вонг, Гиффорд Дж.; Тейлор, Кендрик К. (31 декабря 2014 г.). «Обработка и обработка керна для проекта по сбору ледяных кернов WAIS Divide» . Анналы гляциологии . 55 (68): 15–26. Бибкод : 2014АнГла..55...15С . дои : 10.3189/2014AoG68A008 .
• Талалай, Павел Георгиевич (2016). Технология механического бурения льда . Пекин: Спрингер. ISBN  978-7-116-09172-6 .
• Уэда, Герберт Т.; Талалай, Павел Георгиевич (октябрь 2007 г.). Пятьдесят лет советской и российской буровой деятельности в полярных и неполярных льдах (PDF) (Отчет). ERDC/CRREL. ТР-07-02. Архивировано из оригинала 20 апреля 2017 года . Проверено 14 сентября 2017 г.

Внешние ссылки

• Видео Национальной лаборатории ледяных кернов США, демонстрирующее хранение и обработку кернов
• Врата Ледяного Ядра
• Центр полярных исследований Берда - Группа палеоклиматологических исследований ледяных кернов
• Вводящий в заблуждение график циркулирует в Интернете как минимум с 2010 года.
• Ядро возрастом 2,7 миллиона лет
• За пределами EPICA-Старейшая ледяная миссия
• Лед Третьего полюса