빙심

Ice core
An ice core being slid out of a drill barrel sideways
시추에서 채취한 얼음 코어 시료

빙핵은 일반적으로 빙상이나 높은 산의 빙하에서 제거되는 핵심 표본이다.얼음은 눈의 연간 층이 점차 쌓이면서 형성되기 때문에, 하층은 위층보다 오래되고, 얼음 핵에는 여러 해에 걸쳐 형성된 얼음이 포함되어 있습니다.코어에는 수공예기(천공용) 또는 전동 드릴이 뚫려 있으며, 깊이가 3.2km(2마일)가 넘고 최대 80만년 된 얼음을 포함할 수 있습니다.

얼음과 얼음에 갇힌 물질의 물리적 특성은 핵의 나이 범위에 걸쳐 기후를 재구성하는 데 사용될 수 있다.다른 산소와 수소 동위원소의 비율은 고대 온도에 대한 정보를 제공하며, 작은 기포에 갇힌 공기를 분석하여 이산화탄소와 같은 대기 가스 수준을 결정할 수 있다.큰 얼음판의 열흐름은 매우 느리기 때문에 시추공 온도는 과거에 온도를 나타내는 또 다른 지표이다.이러한 데이터를 결합하여 사용 가능한 모든 데이터에 가장 적합한 기후 모델을 찾을 수 있습니다.

얼음 코어의 불순물은 위치에 따라 다를 수 있습니다.해안 지역은 바다 소금 이온과 같은 해양 기원의 물질을 포함할 가능성이 높다.그린란드 얼음의 중심에는 바람이 불어오는 먼지 층이 포함되어 있는데, 이는 차가운 사막이 바람에 휩쓸려 지나가던 과거 춥고 건조한 시기들과 관련이 있다.자연 발생원소 또는 핵실험에 의해 생성된 방사성 원소는 얼음 층의 연대를 측정하기 위해 사용될 수 있다.지구 전체에 물질을 보내기에 충분히 강력했던 몇몇 화산 사건들은 시간 척도를 동기화하는 데 사용될 수 있는 많은 다른 중심부에 흔적을 남겼다.

얼음 코어는 20세기 초부터 연구되어 왔으며, 국제 지구물리학적 해(1957-1958)의 결과로 여러 개의 코어가 시추되었다.남극의 Byrd Station에서 1960년대에 2164m까지 연장된 기록인 400m 이상의 깊이에 도달했다.소련의 남극 얼음 시추 프로젝트는 보스토크 기지에서 수십 년 동안 작업한 것을 포함하며, 가장 깊은 핵은 3769미터에 이른다.서남극 빙상 프로젝트와 영국 남극 조사국과 국제 남극 횡단 과학 탐험대가 관리하는 핵을 포함하여 남극의 수많은 다른 깊은 핵들이 수년간 완성되었다.그린란드에서는 1970년대에 그린란드 빙상 프로젝트와 함께 일련의 공동 프로젝트가 시작되었습니다. 가장 최근의 동그린란드 빙심 프로젝트는 원래 2020년에 동그린랜드에 깊은 핵을 완성할 것으로 예상되었으나 이후 [1]연기되었습니다.

빙상 및 코어 구조

다음 항목도 참조하십시오.빙상 역학
A scientist in a pit of snow
알래스카에 있는 타쿠 빙하의 표면을 샘플링합니다.표면 눈과 푸른 빙하 얼음 사이에 점점 더 밀도가 높은 전선이 있다.

얼음 핵은 빙하를 통과하는 수직 기둥으로, 매년 눈이 내리고 [2]녹는 주기 동안 형성되는 층을 샘플링합니다.눈이 쌓이면 각 층이 아래쪽 층을 눌러서 더 촘촘하게 만들어 전나무로 변한다.핀은 공기가 빠져나가는 것을 막을 만큼 밀도가 높지 않지만, 약 830kg3/m의 밀도에서 얼음으로 변하고, 내부의 [3]공기는 얼음이 형성될 때 대기의 구성을 포착하는 기포로 밀봉된다.이것이 발생하는 깊이는 위치에 따라 다르지만, 그린란드와 남극에서는 64미터에서 115미터에 [4]이른다.적설량은 지역에 따라 다르기 때문에 얼음으로 변하는 나이도 크게 다릅니다.그린란드의 서밋 캠프에서는 깊이가 77m이고 얼음은 230년이다; 남극 대륙의 돔 C에서는 깊이가 95m이고 나이는 2500년이다.[5]더 많은 층이 쌓이면서 압력이 증가하고, 약 1500m에서 얼음의 결정 구조가 육각형에서 입방형으로 바뀌어 공기 분자가 입방 결정으로 이동해 포접을 형성할 수 있습니다.거품이 사라지고 얼음이 더 [3]투명해집니다.

2, 3피트의 눈은 1피트 이하의 [3]얼음으로 변할 수 있다.위의 무게는 얼음의 더 깊은 층을 얇아지게 하고 바깥쪽으로 흐르게 한다.빙하 가장자리의 얼음은 빙산이나 여름에 녹으면서 없어지고 빙하의 전체적인 모양은 시간이 [6]지나도 크게 변하지 않는다.바깥쪽으로의 흐름은 층을 왜곡시킬 수 있으므로 흐름이 매우 적은 곳에 깊은 얼음 코어를 뚫는 것이 바람직하다.이것들은 플로우 [7]라인 맵을 사용하여 찾을 수 있습니다.

얼음 속의 불순물은 퇴적되었을 때의 환경에 대한 정보를 제공한다.여기에는 산불과 화산에서 나온 그을음, 화산재, 그리고 다른 종류의 입자, 우주선에 의해 만들어진 베릴륨-10과 같은 동위원소, 미소 운석, [2]꽃가루 등이 포함됩니다.기저 얼음이라고 불리는 빙하의 가장 낮은 층은 종종 다시 얼린 빙하 밑의 녹은 물로 형성된다.그것의 두께는 약 20m까지 될 수 있고, 비록 과학적인 가치가 있지만(예를 들어, 그것은 빙하 미생물 [8]집단을 포함할 수 있다), 종종 지층학적 [9]정보를 보유하지 않는다.

코어들은 녹을 정도로 온도가 거의 따뜻하지 않은 남극 대륙과 그린란드 중앙과 같은 지역에 종종 구멍을 뚫지만, 여름 태양은 여전히 눈을 바꿀 수 있다.극지방에서는 태양이 여름 동안 밤낮으로 보이고 겨울 내내 보이지 않는다.그것은 약간의 눈을 승화시켜 꼭대기의 밀도를 1인치 혹은 그 이하로 만들 수 있다.태양이 하늘에서 가장 낮은 지점에 가까워지면, 온도는 떨어지고 꼭대기 층에 서리가 맺힌다.그 후 몇 년 동안 눈에 파묻혀 거친 결이 맺힌 호아 서리는 겨울 눈보다 더 가벼운 층으로 압축된다.그 결과, 얼음 [10]코어내에서, 옅은 얼음과 어두운 얼음의 띠를 번갈아 볼 수 있다.

코링

다음 항목도 참조하십시오.얼음 시추
Drawing of a cylinder with two helical flanges around it and cutting teeth at the bottom
1932년 특허를 받은 아이스 오거는 얕은 [11]굴착에 사용되는 현대의 오거와 디자인이 매우 유사합니다.

얼음 코어는 얼음 원통을 표면으로 꺼낼 수 있도록 절단하여 모읍니다.초기 코어는 종종 핸드 에이거를 사용하여 수집되었으며 여전히 짧은 구멍에 사용됩니다.얼음 코어 확대에 대한 디자인은 1932년에 특허를 받았으며 그 이후로 거의 바뀌지 않았다.오거는 본질적으로 바깥쪽을 감싸고 있는 나선형 금속 리브(비행이라고 함)가 있는 실린더이며, 그 하단 끝은 절단날입니다.핸드 어거는 T 핸들이나 브레이스 핸들로 회전할 수 있으며, 핸드헬드 전동 드릴에 장착하여 회전할 수 있습니다.오거를 내리거나 올리는 삼각대의 도움을 받아 최대 50m 깊이의 코어를 검색할 수 있지만, 실제 제한은 엔진식 어거가 약 30m, 수동 어거가 약하다.이 깊이 이하에서는 전기 기계식 드릴 또는 열 드릴이 사용됩니다.[11]

드릴의 절단장치는 드릴이 아래로 절단될 때 코어를 둘러싸고 있는 튜브인 드릴 배럴의 하단부에 있습니다.커팅(드릴에 의해 절단된 얼음 조각)을 구멍으로 끌어올려 폐기해야 합니다. 그렇지 않으면 [12]드릴의 절단 효율성이 저하됩니다.구멍 벽이나 코어로 압축하거나 공기 순환(건식 드릴링)[12][13] 또는 시추액(습식 드릴링)[14]을 사용하여 제거할 수 있습니다.드라이 시추는 약 400m 깊이로 제한되는데, 그 지점 아래에서는 얼음이 [15]위 얼음 무게로 변형되면서 구멍이 닫히기 때문이다.

구멍을 안정적으로 [13]유지하기 위해 압력 균형을 맞추기 위해 드릴 유체가 선택됩니다.유체의 운동학적 점도가 낮아야 트립 시간(구멍에서 드릴 장비를 빼내어 구멍 바닥으로 되돌리는 데 걸리는 시간)을 줄일 수 있습니다.코어의 각 세그먼트를 회수하려면 트립이 필요하기 때문에 시추액을 통과하는 속도가 느려지면 깊은 구멍에 대해 1년 이상 프로젝트에 상당한 시간이 소요될 수 있습니다.액체는 얼음을 가능한 한 적게 오염시켜야 하며, 안전을 위해 환경에 미치는 영향을 최소화하기 위해 독성이 낮아야 하며, 합리적인 비용으로 사용할 수 있어야 하며,[16] 상대적으로 운반이 용이해야 합니다.역사적으로, 얼음 시추액에는 세 가지 주요 유형이 있었습니다: 밀도를 높이기 위해 불소화탄소와 혼합된 등유 유사 제품을 기반으로 하는 2성분 유체, 에틸렌 글리콜과 에탄올 용액을 포함한 알코올 화합물, 그리고 n-부틸 아세테이트를 포함한 에스테르.새로운 에스테르 기반 유체, 저분자량 디메틸 백산 오일, 지방산에스테르 및 발포제가 [17]혼합된 등유 기반 유체 등 새로운 유체가 제안되었습니다.

회전 시추는 광물의 주요 시추 방법이며 얼음 시추에도 사용되어 왔다.위에서 회전하는 드릴 파이프의 줄을 사용하고, 드릴 오일은 파이프를 통해 펌프로 흘러내리고, 그 주위를 역류합니다.절단된 오일은 구멍 상단의 오일에서 제거되고 오일은 [14]다시 아래로 펌핑됩니다.이 방법에서는 드릴 스트링 전체를 구멍 밖으로 끌어올려 각 파이프 길이를 분리한 후 드릴 스트링을 [12][18]다시 삽입할 때 다시 연결해야 하므로 긴 트립 시간이 필요합니다.중장비를 빙상으로 옮기는 것과 관련된 물류상의 어려움과 함께, 이것은 전통적인 회전 훈련을 [12]매력적이지 않게 만든다.이와는 대조적으로 와이어라인 드릴을 사용하면 코어 배럴이 시추공 하단에 있는 상태에서 드릴 어셈블리에서 코어 배럴을 제거할 수 있습니다.코어 배럴을 표면으로 들어올리고 코어를 제거합니다. 그러면 배럴이 다시 내려지고 드릴 [19]어셈블리에 다시 연결됩니다.또 다른 대안은 유연한 드릴 스템 리그입니다. 드릴 스템은 표면에 있을 때 충분히 감을 수 있을 정도로 유연합니다.따라서 [18]주행 중에 파이프를 분리했다가 다시 연결할 필요가 없습니다.

The bottom of an ice drill
절단 톱니가 보이는 기계식 드릴 헤드

다운홀 모터에 전력을 전달하는 장갑 케이블에 전체 다운홀 어셈블리를 매달아 보어홀의 표면에서 바닥까지 이어지는 드릴파이프의 끈이 필요하지 않습니다.이러한 케이블 매다는 드릴은 얕은 구멍과 깊은 구멍 모두에 사용할 수 있습니다. 드릴 어셈블리가 [20]코어를 절단할 때 드릴 헤드 주변에서 회전하지 않도록 하기 위해 보어홀을 누르는 리프 스프링과 같은 토크 방지 장치가 필요합니다.드릴 오일은 일반적으로 드릴 외부 주위로 순환되고 코어 배럴과 코어 배럴 사이에서 역류됩니다. 커팅은 코어 위쪽에 있는 다운홀 어셈블리에 저장됩니다.코어가 회수되면 다음 실행을 위해 절단 챔버가 비워집니다.일부 드릴은 중앙 코어 외부에 두 번째 고리 모양의 코어를 회수하도록 설계되었으며, 이러한 드릴에서는 두 코어 사이의 공간을 순환에 사용할 수 있습니다.케이블로 매달아 놓은 드릴은 깊은 얼음 [21][22]시추에 가장 신뢰할 수 있는 설계로 입증되었습니다.

드릴헤드를 전기적으로 가열해 얼음을 잘라내는 열드릴도 사용할 수 있지만 단점도 있다.일부는 차가운 얼음에서 작업하도록 설계되어 있으며, 높은 전력 소비량을 가지고 있으며, 그들이 만들어내는 열은 회수된 얼음 코어의 품질을 저하시킬 수 있습니다.따라서 시추액 없이 사용할 수 있도록 설계된 초기 열 드릴은 깊이가 제한되었습니다. 이후 버전은 유체가 채워진 구멍에서 작동하도록 수정되었지만 주행 시간이 느려졌고 이러한 드릴은 이전 모델의 문제를 그대로 유지했습니다.또한 열 드릴은 일반적으로 부피가 크고 물류 문제가 있는 지역에서는 실용적이지 않을 수 있습니다.최근에는 부동액 사용이 변경되어 드릴 어셈블리를 가열할 필요가 없어져 [23]드릴의 전력 소모가 감소합니다.온수 드릴은 드릴 헤드에 있는 뜨거운 물의 분출물을 사용하여 코어 주변의 물을 녹입니다.단점은 보어홀의 치수를 정확하게 제어하기 어렵고, 코어를 쉽게 멸균 상태로 유지할 수 없으며, 열로 인해 [24]코어에 열 충격을 줄 수 있다는 것입니다.

온대 얼음에 구멍을 뚫을 때 열 드릴은 전자 기계(EM) 드릴보다 유리합니다. 압력에 의해 녹은 얼음이 전자 드릴 비트에 다시 얼어서 절단 효율을 떨어뜨리고 메커니즘의 다른 부분을 막힐 수 있습니다.전자파 드릴은 또한 얼음이 높은 [25]응력을 받는 곳에서 얼음 코어를 파괴할 가능성이 더 높습니다.

드릴 오일이 필요한 깊은 구멍을 뚫을 때는 구멍에 케이스를 씌워야 합니다(원통형 라이닝이 장착됨). 그렇지 않으면 드릴 오일이 눈과 전선에 흡수됩니다.케이스는 불침투성 얼음층까지 닿아야 합니다.케이스를 장착하기 위해 얕은 오거를 사용하여 파일럿 홀을 만든 다음 케이스를 수용할 수 있을 만큼 충분히 넓어질 때까지 리밍(확장)할 수 있습니다. 또한 리밍할 필요가 없도록 큰 직경의 오거를 사용할 수도 있습니다.케이싱의 대안은 시추공의 물을 사용하여 다공질 눈과 전선을 포화시키는 것입니다. 물은 결국 [4]얼음으로 변합니다.

서로 다른 깊이의 얼음 핵이 과학 연구자들에 의해 똑같이 요구되지는 않는데, 이것은 특정 깊이의 얼음 핵의 부족을 초래할 수 있다.이를 해결하기 위해 코어를 드릴로 복제하는 기술에 대한 작업이 수행되었습니다. 추가 코어는 특히 관심 있는 깊이의 보어홀 측벽에 구멍을 뚫어 검색됩니다.복제 코어는 2012-2013년 WAIS 분할에서 4가지 [26]깊이로 성공적으로 회수되었습니다.

대규모 코어링 프로젝트

코어링 프로젝트의 로지스틱은 일반적으로 도달하기 어렵고 고도가 높을 수 있기 때문에 복잡합니다.가장 큰 프로젝트는 수년간의 계획과 실행이 필요하며, 보통 국제 컨소시엄으로 운영됩니다.예를 들어 2017년 현재 그린란드 동부에서 시추 중인 EastGRIP 프로젝트는 덴마크의 [27]얼음 및 기후 센터(Niels Bohr Institute, 코펜하겐 대학)에 의해 운영되며 12개국 대표가 운영위원회에 [28]참여하고 있다.시추 기간 동안 수십 명의 사람들이 캠프에서 일하고,[29] 물류 지원에는 국립과학재단이 [30]소유한 헤라클레스 수송기를 사용하여 미 공군 주방위군이 제공하는 공수 능력이 포함됩니다.2015년 EastGRIP 팀은 이전 그린란드 얼음 코어 시추 장소인 NEEM에서 EastGRIP [31]장소로 캠프 시설을 옮겼다.시추는 적어도 [32]2020년까지 계속될 것으로 예상된다.

코어 처리

Scientist standing at a bench, sawing an ice core
GRIP 코어 톱질

프로젝트 간에 약간의 차이가 있을 경우,[33] 얼음 코어의 시추와 최종 저장 사이에 다음과 같은 단계를 수행해야 합니다.

드릴은 코어 주변의 얼음 고리를 제거하지만 그 아래에서 절단되지는 않습니다.코어 도그라고 불리는 스프링 장착 레버 암은 코어가 수면으로 떠오르는 동안 코어를 분리하여 제자리에 고정할 수 있습니다.그런 다음 코어를 드릴 배럴에서 추출합니다. 보통 코어가 준비된 표면으로 [33]미끄러져 나갈 수 있도록 평평하게 펼칩니다.코어를 빼낼 때 코어에 드릴 오일이 있는지 반드시 청소해야 합니다. WAIS 디바이드 코어링 프로젝트에서는 이를 용이하게 하기 위해 진공 시스템이 설정되었습니다.코어를 받는 표면은 드릴 배럴과 최대한 정확하게 정렬하여 쉽게 파손될 수 있는 코어의 기계적 응력을 최소화해야 합니다.주위 온도는 온도 [34]충격을 피하기 위해 영하로 유지합니다.

로그는 코어의 길이와 검색된 깊이를 포함한 코어에 대한 정보와 함께 유지되며, 코어는 방향을 나타내도록 마킹될 수 있다.그것은 보통 더 짧은 섹션으로 나뉘는데, 미국의 표준 길이는 1미터이다.그런 다음 코어는 보통 눈 높이보다 낮은 공간에 보관되어 온도 유지보수를 간소화합니다. 단, 추가 냉장 기능을 사용할 수도 있습니다.더 많은 시추 오일을 제거해야 할 경우 코어 위로 공기가 뿜어져 나올 수 있습니다.예비 분석에 필요한 모든 샘플을 채취한다.그런 다음 코어는 종종 폴리에틸렌으로 포장되어 운송을 위해 보관됩니다.패딩 재료를 포함한 추가 패킹이 추가됩니다.코어가 시추 현장에서 날아올 때, 항공기의 비행 갑판은 낮은 온도를 유지하기 위해 가열되지 않습니다. 코어가 배로 운반될 때는 반드시 냉동 [34]장치에 보관되어야 합니다.

전 세계에는 미국의 국립 빙심 연구소와 같이 얼음 코어를 저장하는 여러 장소가 있습니다.이러한 위치에서 샘플을 테스트에 사용할 수 있습니다.각 코어의 상당 부분은 향후 분석을 [34][35]위해 보관됩니다.

부서지기 쉬운 얼음

남극 얼음 샘플의 기포 편광으로 조명
남극의 은빛 얼음은 갇힌 거품을 보여준다.CSIRO로부터의 이미지

부서지기 쉬운 얼음 지대로 알려진 깊이 범위에서는, 공기 방울이 엄청난 압력으로 얼음에 갇힙니다.코어가 표면으로 떠오르면 기포가 얼음의 인장 강도를 초과하는 응력을 가하여 균열과 스폴이 [36]발생할 수 있다.더 깊은 곳에서, 공기는 쇄설암으로 사라지고 얼음은 다시 [36][37]안정된다.WAIS Divide 현장에서 메짐성 얼음 구역의 [36]깊이는 520m에서 1340m 사이였다.

메짐성 얼음 구역은 일반적으로 코어의 나머지 부분보다 품질이 낮은 샘플을 반환합니다.문제를 완화하기 위해 몇 가지 조치를 취할 수 있습니다.코어가 표면으로 떠오르기 전에 코어를 감싸기 위해 라이너를 드릴 배럴 내부에 배치할 수 있지만, 이 때문에 드릴 오일이 제거되기 어렵습니다.광물을 시추할 때, 특수 기계는 바닥 구멍 압력으로 코어 샘플을 지표로 가져올 수 있지만, 대부분의 시추 현장의 접근 불가능한 위치에는 너무 비싸다.처리 설비를 매우 낮은 온도로 유지하면 열 충격을 줄일 수 있습니다.코어는 표면에서 가장 부서지기 쉬우므로 구멍에서 코어를 1m 길이로 분해하는 방법도 있습니다.드릴 배럴에서 코어를 그물로 밀어내면 부서져도 코어가 함께 유지됩니다.또한 부서지기 쉬운 코어는 얼음이 서서히 [36][38]풀릴 수 있도록 시추기 사이에 최대 1년 동안 시추 현장의 저장고에 보관하는 경우가 많습니다.

얼음 코어 데이터

데이트

얼음 코어에는 시각층 계수, 전기 전도율 및 물리적 특성에 대한 시험, 기체, 입자, 방사성핵종 및 다양한 분자 종에 대한 분석 등 다양한 종류의 분석이 수행된다.이러한 테스트 결과가 고환경의 재구성에 유용하게 쓰이려면 얼음의 깊이와 나이 사이의 관계를 결정할 수 있는 방법이 있어야 한다.가장 간단한 방법은 원래 연간 눈의 층에 해당하는 얼음 층을 세는 것이지만, 이것이 항상 가능한 것은 아니다.대안은 얼음 축적과 흐름을 모델링하여 눈이 특정 깊이에 도달하는 데 걸리는 시간을 예측하는 것입니다.또 다른 방법은 방사성핵종이나 대기 가스를 지구 궤도 [39]매개변수의 주기성과 같은 다른 시간 척도와 상호 연관짓는 것이다.

얼음 코어 연대 측정의 어려움은 가스가 firn을 통해 확산될 수 있기 때문에 특정 깊이의 얼음은 firn에 갇힌 가스보다 상당히 오래되었을 수 있습니다.그 결과, 주어진 얼음 코어에 대한 두 가지 연대표가 있습니다. 하나는 얼음에 대한 연대표이고 다른 하나는 갇힌 가스에 대한 연대표입니다.둘 사이의 관계를 결정하기 위해 특정 위치에서 가스가 갇히는 깊이에 대한 모델이 개발되었지만 예측이 항상 신뢰할 [40][41]수 있는 것은 아닙니다.보스토크와 같이 눈이 매우 적은 지역에서는 얼음과 가스의 나이 차이가 1,000년 [42]이상 불확실할 수 있다.

얼음에 갇힌 기포의 밀도와 크기는 기포가 형성되었을 때의 결정 크기를 나타냅니다.결정의 크기는 성장률과 관련이 있으며, 이는 다시 온도에 따라 달라지기 때문에 기포의 성질을 축적 속도 및 밀도에 대한 정보와 결합하여 firn이 [43]형성되었을 때의 온도를 계산할 수 있다.

방사성 탄소 연대 측정법은 CO에
2 갇힌 탄소에 사용할 수 있습니다.극지방의 빙상에는 각 킬로그램의 얼음에 약 15~20 µg의
2 탄소가 있으며, 바람에 날려온 먼지(황토)의 탄산염 입자도 있을 수 있다.CO는
2 얼음을 진공상태에서 승화시킴으로써 분리될 수 있으며, 황토가 탄소를 배출하지 않도록 온도를 낮게 유지합니다.우주선에 의해 얼음에서 직접 생성된 C의 존재에 대해서는 결과를 보정해야 하며, 보정량은 얼음 코어의 위치에 따라 크게 달라진다.핵실험으로 생성된 C에 대한 보정은 결과에 [44]미치는 영향이 훨씬 적다.미립자 중의 탄소는 또한 먼지의 물에 녹지 않는 유기성분을 분리하여 시험함으로써 연대를 측정할 수 있다.일반적으로 발견된 극소량은 최소 300g의 얼음을 사용해야 하며, [45]코어 깊이에 나이를 정확하게 할당하는 기술의 능력을 제한한다.

같은 반구에서 온 얼음 코어의 타임스케일은 일반적으로 화산 사건의 물질을 포함하는 층을 사용하여 동기화할 수 있다.다른 반구에 있는 시간표를 연결하는 것은 더 어렵다.약 40,000년 전 지자기 역전 현상인 라샴 사건은 [46][47]코어에서 확인할 수 있다. 이 지점에서 벗어나 CH(메탄)와
4 같은 가스의 측정은 그린란드 코어(예를 들어)의 연대를 남극 코어(남극 코어)[48][49]와 연결하기 위해 사용될 수 있다.화산 테프라에 얼음이 산재하는 경우 아르곤/아르곤 연대 측정법을 사용하여 연대 측정이 가능하며,[50][51] 따라서 얼음 연대 측정법을 위한 고정점을 제공한다.우라늄 붕괴는 또한 얼음 [50][52]핵의 연대를 측정하는데 사용되어 왔다.또 다른 접근방식은 베이지안 확률 기법을 사용하여 여러 독립 기록의 최적의 조합을 찾는 것이다.이 접근방식은 2010년에 개발되어 소프트웨어 툴인 [53][54]DatIce로 바뀌었습니다.

약 11,700년 전, 플라이스토세와 홀로세 사이의 경계는 그린란드 얼음 핵에 대한 데이터를 참조하여 공식적으로 정의되었다.층서학적 경계에 대한 공식적인 정의는 다른 위치에 있는 과학자들이 그들의 발견을 상호 연관시킬 수 있게 해준다.이것들은 종종 얼음 중심부에 존재하지 않는 화석 기록과 관련이 있지만, 중심부는 다른 기후의 [55]대리점과 상관할 수 있는 매우 정확한 고 기후 정보를 가지고 있다.

빙상의 연대는 고생대 기후 기록의 연대를 제공하는 중요한 요소임이 증명되었다.리차드 앨리에 따르면, "많은 면에서, 얼음의 중심은 지구상 어느 곳에서도 결정된 최고의 나이를 사용하여 정확하게 날짜가 매겨진 고대 기후 기록의 글로벌 네트워크를 개발할 수 있게 해주는 '로제타 돌'이다."[43]

시각 분석

A series of dark and light bands, with arrows identifying the lighter bands
1855m에서 GISP 2 얼음 코어의 길이 19cm 단면. 광섬유 선원에 의해 아래에서 조명되는 연간 층 구조를 나타낸다.섹션은 여름 층(화살표)이 더 어두운 [56]겨울 층 사이에 끼어 있는 11개의 연간 층을 포함합니다.

코어는 눈에 보이는 층을 나타내며, 이는 코어 현장의 연간 적설량에 해당한다.얇은 벽을 사이에 두고 새로운 눈에 한 쌍의 구덩이를 파고 그 중 한 구덩이를 지붕으로 덮으면 지붕이 있는 구덩이의 관찰자는 햇빛에 의해 드러난 층을 볼 수 있다.6피트 길이의 구덩이는 장소에 따라 1년 미만의 눈부터 몇 년 동안의 눈까지 모두 보일 수 있습니다.매년 눈에 남겨지는 극은 매년 쌓인 눈의 양을 나타내며, 이를 통해 눈웅덩이의 가시층이 1년의 [57]적설량에 해당하는지 확인할 수 있다.

중앙 그린란드에서는 보통 1년에 2-3피트의 겨울 눈과 몇 인치 정도의 여름 눈이 내릴 수 있습니다.이것이 얼음으로 변할 때, 두 층은 1피트 이상의 얼음을 구성하지 않을 것이다.여름 눈에 해당하는 층은 겨울 층보다 더 큰 거품을 포함하고 있기 때문에 교대 층이 보이는 상태로 유지되므로 코어 수를 카운트다운하고 각 [58]층의 나이를 결정할 수 있습니다.얼음 구조가 쇄설물로 변할 정도로 깊이가 커지면 기포가 보이지 않게 되고 층이 보이지 않게 된다.이제 먼지 층이 보일 수 있습니다.그린란드 코어의 얼음은 바람에 의해 운반되는 먼지를 포함하고 있다; 먼지는 늦겨울에 가장 강하게 나타나며 흐린 회색 층으로 나타난다.이 층들은 지구의 기후가 춥고 건조하고 바람이 [59]불었던 과거에 더 강하고 보기 쉬웠다.

얼음의 흐름이 층을 얇아지게 하고 [60]깊이가 커짐에 따라 층을 보는 것이 어려워지기 때문에 층을 세는 방법은 결국 어려움을 겪는다.이 문제는 축적이 많은 지역에서 더 심각하다. 중앙 남극 대륙과 같은 축적이 적은 지역은 다른 방법으로 [61]연대를 측정해야 한다.예를 들어, 보스토크에서는 55,000년 [62]전까지만 층수를 셀 수 있습니다.

여름에 녹으면 녹은 눈은 눈과 눈에서 더 낮게 다시 얼고 얼음 층은 기포가 매우 적기 때문에 노심의 육안 검사에서 쉽게 식별할 수 있다.이러한 층을 육안으로 식별하거나 깊이 대비 코어의 밀도를 측정하여 용융 특성 비율(MF)을 계산할 수 있습니다. 즉, MF가 100%이면 매년 쌓인 눈이 녹는다는 것을 의미합니다.MF 계산은 데이터를 원활하게 하기 위해 여러 사이트 또는 장기간에 걸쳐 평균화됩니다.시간 경과에 따른 MF 데이터 플롯은 기후 변화를 나타내며, 20세기 후반부터 녹는 속도가 [63][64]증가하고 있음을 보여 주었다.

육안 검사에서 식별된 특징의 수동 검사 및 로깅과 더불어 코어를 광학적으로 스캔하여 디지털 시각적 기록을 사용할 수 있습니다.이를 위해서는 코어를 세로로 절단하여 평평한 표면이 [65]생성되도록 해야 합니다.

동위원소 분석

중심부에 있는 산소의 동위원소 구성을 사용하여 빙상의 온도 이력을 모델링할 수 있습니다.산소는 세 개의 안정적인 동위원소인 O, O,[66] O를 가지고 있다.O와 O의 비율은 눈이 [67]내렸을 때의 온도를 나타냅니다.O가 O보다 가볍기 때문에 O를 포함한 물은 증기로 변할 가능성이 약간 더 높으며, O를 포함한 물은 증기에서 비나 눈의 결정으로 응축될 가능성이 약간 더 높습니다.온도가 낮을수록 그 차이는 더욱 두드러집니다.O/16
O 비율을 기록하는 표준 방법은 표준 평균 해수(SMOW)[67]로 알려진 표준에서 비율을 빼는 것입니다.

여기서 [67]sign 기호는 1000분의 1을 나타냅니다.SMOW와 O/16
O비가 같은 시료의 O는18 0, O로 고갈된 시료의 O는18 [67]음의 O가 된다.얼음 코어 샘플의 δO18 측정값과 그 깊이의 보어홀 온도를 조합하면 추가 정보를 얻을 수 있으며, 경우에 따라서는 δO18 [68][69]데이터에서 도출된 온도를 크게 보정할 수 있다.이러한 분석에는 일부 시추공을 사용할 수 없습니다.과거에 현장이 상당히 녹은 적이 있는 경우 시추공은 더 이상 정확한 온도 [70]기록을 보존하지 않습니다.

수소비는 온도 이력을 계산하는데도 사용될 수 있다.중수소(2
H 또는 D)는 수소(1
H)보다 무겁고 물이 응축될 가능성이 높고 증발할 가능성이 낮아집니다.δD비는 [71][72]δO와18 동일하게 정의할 수 있다.δO와18 [73]δD 사이에는 선형 관계가 있습니다.

여기서 d는 중수소의 과잉이다.한때 이것은 주어진 핵에서 두 가지 비율을 측정할 필요가 없다는 것을 의미한다고 생각되었지만 1979년 Merlivat와 Jouzel은 중수소의 초과가 수분이 발생한 바다의 온도, 상대 습도, 그리고 풍속을 반영한다는 것을 보여주었다.그 이후로는 [73]둘 다 측정하는 것이 관례입니다.

그린란드의 캠프 센추리와 염료 3의 코어로 분석된 물 동위원소 기록은 간빙기 시작 시 급격한 온난화, 그 후 더 느린 [74]냉각이라는 단스가드-오슈거 사건의 발견에 중요한 역할을 했다.다른 동위원소 비율은 예를 들어 C와 C 사이의 비율은 탄소 순환의 과거 변화에 대한 정보를 제공할 수 있다.이 정보를 얼음 코어에서 얻은 이산화탄소 수준의 기록과 결합하면 시간에 [75]따른 CO 변화의
2 메커니즘에 대한 정보를 얻을 수 있다.

고생대 대기 표본 추출

Three graphs laid out one above the other; the CO2 and temperature can be visually seen to be correlated; the dust graph is inversely correlated with the other two
지난 42만 년 동안 보스토크 얼음 코어에서 발생한 CO(녹색), 재구성 온도(파란색) 및 먼지(빨간색) 그래프2
Graph showing the relationship between depth below surface, and fraction of surface concentration at the surface, for multiple gases
그린란드의 오존층 파괴 [76]가스

얼음 코어에 갇힌 공기를 분석하는 것이 고생대권에 대한 유용한 정보를 제공할 것이라고 1960년대에 이해되었지만, 1970년대 후반이 되어서야 신뢰할 수 있는 추출 방법이 개발되었습니다.초기 결과에는 산업화 시대가 시작되기 직전보다 마지막 빙하기에서 CO 농도가
2 30% 낮았다는 사실이 입증되었다.추가 연구를 통해 CO 수준과 얼음 동위원소 [77]데이터에서 계산한 온도 사이의 신뢰할
2 수 있는 상관관계가 입증되었다.

CH(메탄)는 호수나 습지에서 생성되기 때문에
4 대기 중 양은 몬순의 강도와 상관관계가 있으며 몬순의 강도는 저위도 여름 일사의 강도와 상관관계가 있다.일사는 다른 선원에서 시간 척도를 사용할 수 있는 궤도 주기에 따라 달라지기 때문에 CH를
4 사용하여 노심 깊이와 [61][62]나이 사이의 관계를 결정할 수 있다.NO
2(아산화질소) 수준은 저온에서 그래프는 CO 및
4 [77][78]CH
2 그래프와 다소 다르지만 빙하 사이클과도 관련이 있다.마찬가지로 N(질소)과
2 O(산소)의
2 비율을 사용하여 얼음 코어의 연대를 측정할 수 있습니다. 즉, 눈에서 공기가 점차 firn으로 변한 다음 얼음으로 갇히기 때문에
2 O는 N보다 쉽게
2 손실되고 O의
2 상대적인 양은 국지적인 여름 일사의 강도와 관련이 있습니다.즉, 갇힌 공기는 O
2 대 N
2 비율로 여름 일사 기록을 유지하며, 따라서 이 데이터와 궤도 주기 데이터를 결합하여 얼음 코어 연대 측정 체계를 [61][79]확립한다.

firn층 내에서의 확산은 측정 가능한 다른 변화를 일으킨다.중력은 기체 기둥의 바닥에서 무거운 분자를 농축하게 하고, 그 농도의 양은 분자 간의 질량 차이에 따라 달라집니다.온도가 낮을수록 무거운 분자가 기둥의 바닥에서 더 농축됩니다.N/14
N 비율과 네온, 크립톤 및 크세논의 측정에 의해 결정되는 이러한 포획된 공기에서의 분류 과정은 firn 층의 두께를 추론하고 과거의 평균 해수 [69]온도와 같은 다른 고기후 정보를 결정하는 데 사용되어 왔다.헬륨과 같은 일부 가스는 얼음을 통해 빠르게 확산될 수 있으므로 정확한 [34]데이터를 얻기 위해 핵이 회수된 후 몇 분 이내에 이러한 "유도 가스"에 대한 테스트가 필요할 수 있습니다.온실 효과에 기여하고 성층권의 [80]오존 손실을 일으키는 클로로플루오로카본(CFCs)은 약 1950년 이후 얼음 코어에서 검출될 수 있다. 대기 중의 거의 모든 CFC는 인간의 [80][81]활동에 의해 생성되었다.

그린란드 코어는 기후 전환 시 산성 및 알칼리성 불순물에 의한 CO2 생산으로 인해 기포에서 과도한 CO2를 보일 수 있다.[82]

빙하화학

그린란드의 여름 눈에는 주변 물에서 불어오는 약간의 바닷소금이 포함되어 있다; 많은 바닷물이 팩 얼음으로 덮여 있는 겨울에는 바닷소금이 적다.마찬가지로, 과산화수소는 대기 중의 생성물이 햇빛을 필요로 하기 때문에 여름 눈에서만 나타난다.이러한 계절적 변화는 얼음의 전기 전도율에 변화를 일으키기 때문에 감지될 수 있다.두 전극 사이에 고전압을 가진 전극을 얼음 코어 표면에 배치하면 그 지점의 전도도를 측정할 수 있습니다.코어 길이를 아래로 끌어 각 지점의 전도도를 기록하면 연간 주기성을 나타내는 그래프가 제공됩니다.이러한 그래프는 또한 산불과 대규모 화산 폭발과 같은 계절적이지 않은 사건으로 인한 화학적 변화를 식별한다.1783년 아이슬란드의 라키 화산 폭발과 같은 알려진 화산 사건이 얼음 코어 기록에서 확인되면, 층 [83]계수에 의해 결정된 나이를 교차 점검한다.라키에서 나온 물질은 그린란드 얼음 중심부에서 확인될 수 있지만 남극 대륙까지 확산되지는 않았다. 1815년 인도네시아 탐보라 화산 폭발로 성층권에 물질이 주입되었고 그린란드와 남극 얼음 중심부 모두에서 확인될 수 있다.폭발 날짜를 알 수 없지만 여러 코어에서 확인할 수 있는 경우, 얼음의 연대를 측정하면 폭발 날짜를 알 수 있으며, 기준 [84]층으로 사용할 수 있다.예를 들어, 이것은 AD 535년부터 550년까지의 기후 분석에서 이루어졌는데, AD 533년에 알려지지 않은 열대 분화의 영향을 받은 것으로 생각되었지만, AD [85]535년 또는 536년 초에 일어난 두 번의 분화에 의해 일어난 것으로 밝혀졌다.또한 약 7만 2천 [84]년 전의 토바 화산 폭발과 같은 더 오래된 기준점이 있다.

다른 많은 원소들과 분자들이 얼음 [86]코어에서 발견되었다.1969년에 그린란드 얼음의 납 농도가 산업화 이전부터 200배 이상 증가했다는 것이 발견되었고, 구리, 카드뮴, 아연과 같은 산업 공정에서 생산되는 다른 원소의 증가도 [87]기록되었다.강수 시 질산 및 황산(HNO
3 및 HSO
2
4)의 존재는 시간이 지남에 따라 증가하는 연료 연소와 관련이 있는 것으로 나타날 수 있습니다.메탄술폰산염(MSA
3−
3)(CHSO)은 해양 생물에 의해 대기 중에 생성되기 때문에 MSA의 얼음 코어 기록은 해양 환경의 역사에 대한 정보를 제공한다.과산화수소(HO
2
2)와 포름알데히드(HCHO) 모두 식물 배출과 [86]산불과 관련된 카본 블랙과 같은 유기 분자와 함께 연구되었다.칼슘과 암모늄과 같은 몇몇 종들은 강한 계절적 변화를 보인다.경우에 따라서는 1개 이상의 선원으로부터 특정 종에 대한 기여가 있다. 예를 들어++, Ca는 먼지와 해양 선원에서 발생한다. 해양 투입량은 먼지 투입량보다 훨씬 크다. 따라서 두 선원이 연중 다른 시기에 피크에 도달하지만, 전체적인 신호는 해양 투입량이 m인 겨울에 피크를 나타낸다.aximum.[88] 계절 신호는 표면 바람에 의해 축적이 낮은 곳에서 지워질 수 있다. 이 경우 두 기준층 [89]사이에 얼음의 개별 층을 측정하는 것은 불가능하다.

퇴적된 화학종 중 일부는 얼음과 상호작용할 수 있기 때문에, 얼음 중심부에서 검출되는 것은 반드시 원래 퇴적된 것이 아니다.예를 들어 HCHO와
2
2 HO가 있습니다.또 다른 문제는 축적률이 낮은 지역에서는 안개 퇴적물이 눈의 농도를 증가시킬 수 있으며, 때로는 대기 농도가 2배로 [90]과대평가될 수 있다는 것이다.

얼음[91] 코어에서 용해성 불순물이 발견됨
원천 경유 극지방 얼음으로 측정
바다 파도와 바람 해염 : Na+
, Cl−
, Mg2+
, Ca2+
, SO2−
4, K+
땅 건조와 바람 지상염2+
 : Mg, Ca2+
, CO2−
3, SO2−
4, 알루미늄 규산염
인체 및 생물학적 가스 배출: SO
2, (CH
3)
2S, HS
2, COS, NO
x, NH
3, 탄화수소, 할로겐화탄소		 대기 화학 : O
3, HO
2
2, OH
2, RO, NO
3		 H+
, NH+
4, Cl−
, NO−
3, SO2−
4, CHSO
3−
3, F−
, HCOO−
, 기타 유기화합물

방사성핵종

Graph showing abundance of 36Cl against snow depth, showing a spike at the time of above-ground nuclear testing
361960년대 미국 빙하 얼음에서 핵실험을 한 Cl.

은하 우주선은 태양 자기장에 의존하는 속도로 대기 중에 Be를 생성한다.자기장의 세기는 태양 복사 강도와 관련이 있기 때문에 대기 중의 Be의 수준은 기후의 대용이 됩니다.가속기 질량 분석법은 얼음 한 그램에 약 10,000개의 원자가 있는 얼음 중심부의 Be의 낮은 수준을 검출할 수 있으며, 이것들은 태양 [92]활동의 장기적인 기록을 제공하는 데 사용될 수 있습니다.1950년대와 1960년대 핵무기 실험에 의해 생성된 삼중수소(3
H)는 얼음 [93]코어에서 확인되었고, Cl과 Pu는 남극과 [94][95][96]그린란드의 얼음 코어에서 발견되었다.반감기가 30만1000년인 염소-36은 크립톤(85
Kr, 반감기가 11년), 납(210
Pb, 22년), 실리콘(32
Si, 172년)[89]과 함께 코어에 사용됐다.

기타 포함 항목

극지방의 얼음에 떨어지는 운석과 운석은 때때로 국지적인 환경 작용에 의해 집중된다.예를 들어, 남극 대륙에는 바람이 표면 얼음을 증발시켜 운석을 포함한 남겨진 고형물을 집중시키는 곳이 있다.녹은 물 연못은 운석을 포함할 수도 있다.남극기지에서는 우물 안의 얼음을 녹여 물을 공급하고, 미소 운석을 남긴다.이것들은 로봇 "진공 클리너"에 의해 수집되고 검사되어 플럭스와 질량 [97]분포에 대한 추정치가 개선되었습니다.우물은 얼음의 핵은 아니지만 녹은 얼음의 나이를 알 수 있기 때문에 회수된 입자의 나이를 알 수 있다.이 우물은 매년 약 10m 깊어지기 때문에, 주어진 [98]해에 채취된 미세 운석은 전년보다 약 100년 더 오래되었다.퇴적물의 중요한 성분인 꽃가루는 또한 얼음의 중심에서 발견될 수 있다.그것은 [99]식생 변화에 대한 정보를 제공한다.

물리 속성

코어의 불순물 및 물의 동위원소 조성 외에 얼음의 물리적 특성을 조사한다.결정 크기 및 축 방향과 같은 특징을 통해 빙상 내 얼음 흐름 패턴의 이력을 확인할 수 있습니다.결정 크기를 사용하여 날짜를 결정할 수도 있습니다. 단,[100] 얕은 코어에서만 가능합니다.

역사

다음 항목도 참조하십시오.과학적 얼음 시추의 역사

초년

A man on a walkway between two high shelf racks loaded with ice core samples
코어 샘플 저장소

1841년과 1842년에 루이스 아가시즈는 알프스의 운테라글레셔에 구멍을 뚫었다; 그것들은 철봉으로 뚫었지만 코어를 생산하지 않았다.가장 깊은 구멍은 60m였다.1902년과 1903년 에리히 폰 드라이갈스키의 남극 탐험에서는 케르겔렌 제도 남쪽 빙산에 30m의 구멍을 뚫어 온도를 측정했다.눈 채취 도구를 만든 최초의 과학자는 제임스 E였습니다. 파벨 탈랄레이에 의해 "현대 눈 측량학의 아버지"로 묘사된 교회.1908-1909년 겨울에 처치는 3m 길이의 눈의 코어를 회수하기 위해 홈과 절단 헤드가 있는 강철관을 건설했다.현재 약 9m 깊이까지 샘플을 채취할 수 있도록 수정한 유사한 장치가 사용되고 있습니다.그것들은 단순히 눈 속에 밀어 넣고 손으로 [101]회전시킨다.

눈과 전나무 층에 대한 첫 번째 체계적인 연구는 1930-1931년 그린란드 중부로의 알프레드 베게너 탐험대의 일원이었던 에른스트 소르게에 의해 이루어졌다.Sorge는 눈층을 조사하기 위해 15m 구덩이를 팠고,[102] 그의 결과는 나중에 Henri Bader에 의해 Sorge의 밀도화 법칙으로 공식화되었는데, 그는 1933년 그린란드 북서부에서 추가적인 코어링 작업을 계속했다.1950년대 초, SIPRE 탐험대는 그린란드 빙상 대부분에서 피트 샘플을 채취하여 초기 산소 동위원소 비율 데이터를 얻었다.1950년대에 세 개의 다른 탐험대가 얼음 코어링 작업을 시작했다: 남극 대륙의 퀸 모드랜드에서 노르웨이-영국-스웨덴 남극 탐험대, 알래스카에서 주노 빙원 연구 프로젝트, 그리고 그린란드 중앙부에서 엑스포 폴리에르 프랑사.코어 품질은 나빴지만, 회수된 [103]얼음에 대한 과학적 연구가 이루어졌다.

국제 지구물리학의 해(1957-1958)는 전 세계적으로 빙하학 연구가 증가했으며, 가장 우선순위가 높은 연구 대상 중 하나는 극지방의 깊은 핵이었다.SIPRE는 1956년 (305m까지)와 1957년 (411m까지) 그린란드 현장 2에서 파일럿 시추 시험을 실시했다. 두 번째 코어는 전년도 시추 경험을 살려 훨씬 더 나은 상태로 회수되었고 [104]간격은 줄어들었다.남극 대륙에서는 1957-1958년에 307m의 핵이 Byrd Station에, 그 다음 해에 [105]Ross Ice Shelf에 있는 Little America V에 264m의 핵이 시추되었다.IGY 코어 시추의 성공으로 얼음 코어링 능력 향상에 대한 관심이 높아졌고, 1960년대 초 세 개의 구멍이 뚫린 캠프 센추리에서 CREL 프로젝트가 진행되었으며,[106] 1966년 7월 빙상 밑부분 1387m에 가장 깊게 도달했다.캠프 센추리에서 사용된 드릴은 Byrd Station으로 가서, 드릴이 얼음 아래 녹은 물에 의해 시추공에 얼어서 [107]버려야 하기 전에 암반까지 2164m의 구멍을 뚫었다.

1960년대와 1970년대의 프랑스, 호주 및 캐나다 프로젝트에는 CNRS에 의해 시추된 남극의 돔 C의 905m 코어, 1969년에 382m 코어로 시작된 ANARE에 의해 시추된 로 돔의 코어, 1970년대에 [108]캐나다 팀에 의해 복구된 데본 아이스 캡 코어가 포함됩니다.

남극의 깊은 핵

Graph showing CO2 levels, highlit to indicate glacial cycles
돔 C, 약2 80만년 전의 CO 수준(ppm) 및 관련 빙하 주기에 대한 복합 데이터.

소련의 얼음 시추 프로젝트는 1950년대에 프란츠 요제프 랜드, 우랄 산맥, 노바야 젬랴, 그리고 남극의 미르니와 보스토크에서 시작되었지만, 이 모든 초기 구멍들이 [109]핵을 회수하지는 못했다.이후 수십 년 동안 아시아의 [110]여러 곳에서 작업이 계속되었습니다.남극에서의 시추는 주로 미르니와 보스토크에 집중되었고, 보스토크에 일련의 깊은 구멍이 뚫린 것은 1970년에 [111]시작되었다.보스토크에 있는 첫 번째 깊은 구멍은 1970년 4월에 506.9m에 도달했고 1973년에는 952m 깊이에 도달했다.1971년부터 1976년까지 구멍을 뚫은 보스토크 2호는 450m에 달했고, 보스토크 3호는 6번의 [112]시추기를 거쳐 1985년에 2202m에 도달했다.보스토크 3호는 15만 년 [113]전 빙하기에서 얼음을 찾아낸 최초의 핵이었다.시추는 1982년 캠프 화재로 중단됐지만 1984년 추가 시추 작업을 시작해 1989년 2546m에 이르렀다.다섯 번째 보스토크 핵은 1990년에 시작되었고, 2007년에 3661m에 이르렀고, 나중에 3769m까지 [108][113]확장되었다.얼음의 추정 나이는 3310m 깊이에서 420,000년이다. 이 지점 이하에서는 [114]얼음이 혼합되기 때문에 데이터를 신뢰성 있게 해석하기가 어렵다.

EPICA 돔 C와 보스토크 얼음 코어 비교

1990년대 유럽의 얼음 탐사 협력기관인 EPICA가 만들어졌고, 남극 동부에 2개의 구멍을 뚫었다. 하나는 두 번의 시추 기간 동안 2871m에 달했지만 3260m에서 암반까지 도달하는 데 4년이 더 걸렸고, 다른 하나는 2006년 2760m에서 암반까지 도달하는 데 걸렸다.돔 C 코어의 축적률은 매우 낮았고, 이는 기후 기록이 오래 지속되었다는 것을 의미합니다. 프로젝트가 끝날 무렵에는 사용 가능한 데이터가 80만 [114]년 전까지 확장되었습니다.

남극의 다른 깊은 중심부에는 1996년 2503m에 도달한 것으로 추정되는 돔 F의 일본 프로젝트와 2006년 3035m에 도달한 것으로 추정되는 같은 장소에 72만 년 [114]된 것으로 추정되는 구멍이 있었다.미국 팀은 1990년대에 맥머도 기지에서, 그리고 테일러 돔(1994년 554m)과 시플 돔(1999년 1004m)에서 양쪽 코어가 지난 [114][115]빙하기에서 얼음에 도달했다.2011년에 완료된 서남극 빙상(WAIS) 프로젝트는 3405m에 달했다. 이 지역은 눈이 많이 쌓여서 얼음이 62,000년 뒤로만 연장되지만,[61] 그 결과, 핵은 그것이 커버하는 기간에 대한 고해상도 데이터를 제공한다.2002년부터 2005년까지 영국 남극 조사국에 의해 관리된 프로젝트에 의해 버크너 섬에 948m의 핵이 시추되어 마지막 [61]빙하기까지 연장되었다; 이탈리아가 관리하는 이타제 프로젝트는 2007년 [61][116]탈로스 돔에서 1620m의 핵을 완성하였다.

2016년 남극의 앨런 힐즈에서 지표면 근처에 오래된 얼음이 놓여 있는 지역에서 핵이 회수되었다.코어의 연대는 칼륨-아르곤 연대 측정으로 측정되었습니다. 모든 층이 존재하는 것은 아니기 때문에 전통적인 얼음 코어 연대 측정이 가능하지 않습니다.가장 오래된 핵에는 270만년 전의 얼음이 포함되어 있는 것으로 밝혀졌는데,[117] 지금까지 핵에서 나온 가장 오래된 얼음이다.

그린란드 심부 코어

1970년에, 1981년까지 지속된 그린란드 빙상에 대한 다국적 조사인 그린란드 빙상 프로젝트 (GISP)의 결과로 과학적인 논의가 시작되었다.딥 코어의 이상적인 위치를 결정하기 위해 수년간의 현장 작업이 필요했다. 현장 작업에는 염료 3(1971년 372m), 밀센트(1973년 398m), 크레타(1974년 405m) 등 여러 중간 깊이 코어가 포함되었다.그린란드 중북부 지역이 이상적인 지역으로 선정되었지만, 재정적인 제약으로 인해 1979년부터 Dye 3를 시추할 수밖에 없었다.그 구멍은 1981년 2037미터에서 암반까지 도달했다.결국 1990년대 초 유럽 컨소시엄인 GRIP과 미국 대학 그룹인 GISP-2의 두 그룹에 의해 30km 떨어진 두 개의 구멍을 중앙 북부에 뚫었다.GRIP은 1992년 3029m에서 기초암에 도달했고, GISP-2는 이듬해 [118]3053m에서 기초암에 도달했다.두 코어 모두 약 10만 년의 기후 정보에 한정되어 있어 시추 현장의 빙상 밑의 암석 지형과 관련이 있다고 생각되어 GRIP에서 북쪽으로 200km 떨어진 곳에 새로운 부지가 선정되어 덴마크가 주도하는 국제 컨소시엄으로서 새로운 프로젝트 NorthGRIP가 출범했다.시추는 1996년에 시작되었고, 첫 번째 구멍은 1997년에 1400미터에서 버려야 했고, 새로운 구멍은 1999년에 시작되어 2003년에 3085미터에 이르렀다.그 구멍은 암반까지 도달하지 않고 빙하 강에서 끝이 났다.핵은 12만3천년 전의 기후 데이터를 제공했고, 그것은 마지막 간빙기의 일부를 포함했다.후속 북그린란드 EEM(North Greenland Eemian) 프로젝트는 2010년에 더 북쪽의 현장에서 2537m 코어를 회수하여 기후 기록을 128,500년 [113]전으로 확장했다. NEEM은 2015년에 동그린랜드에서 시작되어 [119]2020년에 완공될 계획이었던 EastGRIP에 이어졌다.2020년 3월에는 진행 중인 COVID-19 대유행으로 인해 2020 EGRIP 현장 캠페인이 취소되었다.그 프로젝트의 미래는 [1]여전히 불확실하다.

비극성 코어

북극에서 떨어진 곳, 특히 히말라야와 안데스 산맥에 얼음 핵이 뚫려 있다.이 중심들 중 일부는 마지막 빙하기까지 거슬러 올라가지만, 그것들은 남아시아의 [61]엘니뇨 사건과 장마철에 대한 기록으로 더 중요하다.코어는 또한 [61]알프스의 킬리만자로 [61]산과 [120]인도네시아,[121][122] 뉴질랜드, 아이슬란드,[124] 스칸디나비아,[123] 캐나다 및 [125]미국에도 뚫려 있습니다.

장래의 계획

IPICS(International Partnerships in Ice Core Sciences)는 빙핵 과학계의 미래 과제와 과학적 목표를 설명하는 일련의 백서를 작성했습니다.여기에는 다음과 [126]같은 계획이 포함됩니다.

  • 120만 년 이상 거슬러 올라가는 얼음의 핵을 회수하여 그 당시 작동했던 것으로 알려진 4만 년의 긴 기후 사이클 동안 여러 번 얼음의 핵 기록을 얻습니다.현재 코어는 800,000년 이상에 달하며, 100,000년 주기를 나타냅니다.
  • 여러 코어의 연대를 연결하는 등 얼음 코어 연대를 개선합니다.
  • 예를 들어 해빙, 해양 생물 생산성 또는 산불과 같은 얼음 코어에서 추가적인 프록시를 식별한다.
  • 추가 코어를 드릴로 천공하여 지난 2,000년간 고해상도 데이터를 제공하여 상세한 기후 모델링을 위한 입력으로 사용합니다.
  • 개선된 드릴 오일 식별
  • 시추 중과 운반 및 보관 중 모두 부서지기 쉬운 얼음 처리 능력 향상
  • 암반에서 가압수가 있는 코어를 처리하는 방법을 찾습니다.
  • 젖은 구멍과 마른 구멍을 모두 뚫을 수 있고 최대 1000m 깊이까지 도달할 수 있는 표준화된 경량 드릴을 생각해 보십시오.
  • 코어 핸들링을 개선하여 각 코어에서 얻을 수 있는 정보를 최대한 활용합니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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원천

외부 링크

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