На массивных ледяных покровах, простирающихся через Гренландию и Антарктиду, температура настолько низка, что даже летнее солнце не может растопить осевший на них снег. Поскольку снег накапливается, не тая, и оседает глубже в ледяной щит, он захватывает воздух из атмосферы, который образует маленькие пузырьки воздуха, когда снег превращается в лед. На протяжении столетий или тысячелетий лед накапливается, увеличивая давление и понижая температуру в пузырьках, пока захваченные атмосферные молекулы не превращаются в клеточные кристаллы, сохраняя образцы древнего воздуха на сотни тысяч лет. Эти кристаллы, называемые кристаллами гидратов воздуха, могут показать, как атмосфера и климат Земли изменились за сотни тысяч лет, если их состав можно точно измерить.

Предыдущие методы измерения ограничивались несколькими элементами, такими как кислород и азот. Теперь международная исследовательская группа разработала новый подход для выявления более неуловимых, ранее неподтвержденных компонентов, таких как аргон, который может помочь восстановить более точное понимание прошлого климата. Они опубликовали свой подход и свои выводы, в том числе первое прямое открытие аргона в кристаллах гидрата воздуха, в « Журнале гляциологии» .

«Пузырьки воздуха в ледяном керне — единственный известный палеоэкологический архив реальной древней атмосферы с осью времени в направлении глубины», — сказал первый автор Цутому Учида, доцент инженерного факультета Университета Хоккайдо. Он объяснил, что аргон можно извлечь из льда путем таяния или резки, но его местонахождение в нетронутом льду остается загадкой. «Если мы сможем понять, где находится аргон во льду, мы сможем лучше понять движение молекул газа во льду и внести свой вклад в повышение точности реконструкции окружающей среды».

Исследователи изучили пять кристаллов гидрата воздуха в ледяном керне, извлеченном из Гренландии и содержащем лед возрастом около 130 000 лет. Они использовали комбинацию сканирующей электронной микроскопии и энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии для визуализации и идентификации молекул, содержащихся в кристаллах гидратов воздуха. Они нашли аргон.

«Предполагалось, что аргон находится в кристаллах гидрата воздуха, но это никогда не подтверждалось прямым микроскопическим анализом», — сказал соавтор Кумико Гото-Адзума, профессор Университета перспективных исследований СОКЕНДАИ и Национального института полярных исследований. Исследование. «Такое прямое наблюдение затруднено, потому что он имеет очень маленькое соотношение смешивания с соседними элементами, и это инертный газ , что затрудняет его измерение обычными методами, используемыми для азота и кислорода».

Исследователи планируют усовершенствовать свой подход, чтобы лучше понять распределение аргона во льду с целью выяснения механизма изменений и более точной оценки воздействия деятельности человека на глобальную окружающую среду .

«Мы считаем, что с помощью этого нового подхода мы можем повысить точность анализа ледяных кернов, чтобы выяснить, сколько аргона существовало в древней атмосфере и как оно менялось в зависимости от земной среды», — сказал соавтор Томоюки Хомма, доцент Высшая школа инженерии Технологического университета Нагаока.