In 1966, Wetenschappers van het Amerikaanse leger boorden zich door bijna anderhalve kilometer ijs in het noordwesten van Groenland - en trokken een vijf meter lange buis met aarde van de bodem omhoog. Daarna ging dit bevroren sediment tientallen jaren verloren in een vriezer. Het werd per ongeluk herontdekt in 2017.

in 2019, De wetenschapper van de Universiteit van Vermont, Andrew Christ, bekeek het door zijn microscoop - en kon niet geloven wat hij zag:takjes en bladeren in plaats van alleen zand en steen. Dat suggereerde dat het ijs verdwenen was in het recente geologische verleden - en dat een begroeid landschap, misschien een boreaal bos, stond waar een mijl-diepe ijskap zo groot als Alaska vandaag staat.

Over het laatste jaar, Christ en een internationaal team van wetenschappers - onder leiding van Paul Bierman van UVM, Joerg Schaefer van de Columbia University en Dorthe Dahl-Jensen van de Universiteit van Kopenhagen hebben deze unieke fossiele planten en sedimenten van de bodem van Groenland bestudeerd. Hun resultaten laten zien dat de meeste, of allemaal, van Groenland moet de afgelopen miljoen jaar ijsvrij zijn geweest, misschien zelfs de laatste paar honderdduizend jaar.

"IJskappen verpulveren en vernietigen doorgaans alles op hun pad, "zegt Christus, "maar wat we ontdekten waren delicate plantstructuren - perfect bewaard gebleven. Het zijn fossielen, maar ze zien eruit alsof ze gisteren zijn gestorven. Het is een tijdcapsule van wat vroeger op Groenland leefde, dat we nergens anders zouden kunnen vinden."

De ontdekking helpt een nieuw en verontrustend begrip te bevestigen dat het Groenlandse ijs volledig is weggesmolten tijdens de recente warme perioden in de geschiedenis van de aarde - perioden zoals die we nu creëren met door de mens veroorzaakte klimaatverandering.

Het begrijpen van de Groenlandse ijskap in het verleden is van cruciaal belang om te voorspellen hoe deze in de toekomst zal reageren op de klimaatopwarming en hoe snel deze zal smelten. Aangezien ongeveer zes meter zeespiegelstijging vastzit in het ijs van Groenland, elke kustplaats ter wereld loopt gevaar. De nieuwe studie levert het sterkste bewijs tot nu toe dat Groenland kwetsbaarder en gevoeliger is voor klimaatverandering dan eerder werd aangenomen - en een groot risico loopt om onomkeerbaar af te smelten.

"Dit is geen probleem van twintig generaties, " zegt Paul Bierman, een geowetenschapper bij UVM in het College of Arts &Sciences, Rubenstein School of Environment &Natural Resources, en fellow bij het Gund Institute for Environment. "Dit is een urgent probleem voor de komende 50 jaar."

Het nieuwe onderzoek werd op 15 maart gepubliceerd in de Proceedings van de National Academy of Sciences.

Onder het ijs

Het materiaal voor de nieuwe PNAS studie kwam van Camp Century, een militaire basis uit de Koude Oorlog die in de jaren zestig in de ijskap ver boven de poolcirkel werd gegraven. Het echte doel van het kamp was een supergeheime poging, genaamd Project Iceworm, om 600 kernraketten onder het ijs dicht bij de Sovjet-Unie te verbergen. als dekking, het leger presenteerde het kamp als een poolwetenschappelijk station.

De militaire missie is mislukt, maar het wetenschappelijke team heeft belangrijk onderzoek gedaan, inclusief het boren van een 4560 voet diepe ijskern. De wetenschappers van Camp Century waren gefocust op het ijs zelf - onderdeel van de ontluikende poging destijds om de diepe geschiedenis van de ijstijden op aarde te begrijpen. Zij, blijkbaar, had minder interesse in een beetje vuil dat zich onder de ijskern verzamelde. Vervolgens, in een echt filmische reeks vreemde plotwendingen, de ijskern werd in de jaren 70 verplaatst van een legervriezer naar de Universiteit van Buffalo, naar een andere vriezer in Kopenhagen, Denemarken, in de jaren 1990, waar het tientallen jaren wegkwijnde - totdat het opdook toen de kernen naar een nieuwe vriezer werden verplaatst.

Meer over hoe de kern verloren ging, herontdekt in sommige koektrommels, en vervolgens bestudeerd door een internationaal team verzameld aan de Universiteit van Vermont in 2019, kan hier worden gelezen:Secrets Under the Ice.

Gedurende een groot deel van het Pleistoceen - de ijzige periode van de afgelopen 2,6 miljoen jaar - bleven delen van het ijs op Groenland bestaan, zelfs tijdens warmere perioden die 'interglacialen' worden genoemd. Maar het grootste deel van dit algemene verhaal is samengesteld uit indirect bewijs in modder en gesteente dat van het eiland spoelde en werd verzameld door offshore oceaanboringen. De omvang van de Groenlandse ijskap en welke soorten ecosystemen daar bestonden vóór de laatste interglaciale warme periode - die eindigde rond 120, 000 jaar geleden - zijn fel bediscussieerd en slecht begrepen.

De nieuwe studie maakt duidelijk dat het diepe ijs bij Camp Century - zo'n 75 mijl landinwaarts van de kust en slechts 800 mijl van de Noordpool - in de afgelopen miljoen jaar minstens één keer volledig is gesmolten en bedekt was met vegetatie, inclusief mos en misschien bomen. Het nieuwe onderzoek, ondersteund door de National Science Foundation, komt overeen met gegevens van twee andere ijskernen uit het centrum van Groenland, verzameld in de jaren 90. Sediment uit de bodem van deze kernen geeft ook aan dat de ijskap in het recente geologische verleden enige tijd verdwenen was. De combinatie van deze kernen uit het centrum van Groenland met het nieuwe inzicht van Camp Century in het uiterste noordwesten geeft onderzoekers een ongekend beeld van het veranderende lot van de hele Groenlandse ijskap.

Het team van wetenschappers gebruikte een reeks geavanceerde analytische technieken - die vijftig jaar geleden niet beschikbaar waren voor onderzoekers - om het sediment te onderzoeken, fossielen, en de wasachtige laag van bladeren op de bodem van de ijskern van Camp Century. Bijvoorbeeld, ze maten de verhoudingen van zeldzame vormen - isotopen - van zowel aluminium als het element beryllium dat zich alleen in kwarts vormt wanneer de grond wordt blootgesteld aan de lucht en kan worden geraakt door kosmische straling. Deze verhoudingen gaven de wetenschappers een beeld van hoe lang rotsen aan de oppervlakte werden blootgesteld versus begraven onder ijslagen. Deze analyse geeft de wetenschappers een soort klok om te meten wat er in het verleden op Groenland gebeurde. Een andere test gebruikte zeldzame vormen van zuurstof, gevonden in het ijs in het sediment, om te onthullen dat de neerslag op veel lagere hoogten moet zijn gevallen dan de hoogte van de huidige ijskap, "het aantonen van de afwezigheid van ijskappen, " schrijft het team. Door deze technieken te combineren met studies van luminescentie die de hoeveelheid tijd schatten sinds sediment werd blootgesteld aan licht, radiokoolstofdatering van stukjes hout in het ijs, en analyse van hoe lagen ijs en puin waren gerangschikt - stelde het team in staat om duidelijk te maken dat de meeste, zo niet alle, van Groenland is de afgelopen miljoen jaar minstens één keer gesmolten, waardoor Groenland groen is geworden van mos en korstmos, en misschien met sparren en sparren.

En de nieuwe studie toont aan dat ecosystemen uit het verleden niet in de vergetelheid zijn geraakt door eeuwenlange gletsjers en ijskappen die over de top heen bulldozeren. In plaats daarvan, het verhaal van deze levende landschappen blijft vastgelegd onder het relatief jonge ijs dat zich op de grond heeft gevormd, op zijn plaats bevroren, en houdt ze stil.

In een film uit de jaren 60 over Camp Century, gemaakt door het leger, de verteller merkt op dat "meer dan negentig procent van Groenland permanent is bevroren onder een poolijskap." Deze nieuwe studie maakt duidelijk dat het niet zo permanent is als we ooit dachten. "Onze studie toont aan dat Groenland veel gevoeliger is voor natuurlijke klimaatopwarming dan we vroeger dachten - en we weten al dat de ongecontroleerde opwarming van de planeet door de mensheid de natuurlijke snelheid enorm overschrijdt, "zegt Christus.

"Groenland lijkt misschien ver weg, " zegt UVM's Paul Bierman, "maar het kan snel smelten, genoeg in de oceanen gieten dat New York, Miami, Dhaka - kies je stad - zal onder water gaan."