การศึกษาใหม่เปิดเผยต้นกำเนิดของฝุ่นที่อุดมด้วยธาตุเหล็กซึ่งมีส่วนทำให้อุณหภูมิที่เย็นที่สุดในยุคน้ำแข็งล่าสุด
เมื่อสิบเอ็ดปีที่แล้วในมหาสมุทรทางใต้นอกชายฝั่งแอนตาร์กติกา Katharina Pahnke ยืนอยู่บนดาดฟ้าของเรือวิจัยขนาดใหญ่ Pahnke โยกตัวไปมาบนคลื่นทะเล Pahnke เฝ้าดูแกนลูกสูบซึ่งเป็นท่อยาวและหนักถูกลดระดับลงมาจากด้านข้างของเรือและพุ่งผ่านน้ำเย็นจัดเพื่อเจาะก้นทะเลที่อ่อนนุ่มด้านล่าง หกชั่วโมงต่อมา ท่อ—และกระบอกโคลนยาวที่บรรจุอยู่ภายใน—ถูกดึงกลับขึ้นสู่ผิวน้ำ
ในการสำรวจวิจัยในปี 2010 นี้ Pahnke และคนอื่นๆ ได้สำรวจมหาสมุทรทางตอนใต้ระหว่างทวีปแอนตาร์กติกา นิวซีแลนด์ และชิลี โดยรวบรวมแกนกลางของตะกอนบนพื้นที่ที่มีขนาดประมาณรัสเซีย ท่อโคลนเหล่านี้ถูกนำมาใช้เพื่อการศึกษาทางวิทยาศาสตร์อย่างหลากหลาย สำหรับ Pahnke นักธรณีเคมีที่ศึกษาประวัติศาสตร์ของมหาสมุทร ฝุ่นที่ติดอยู่ภายในแกนกลางตะกอนเหล่านี้จะช่วยให้เธอตอบคำถามเกี่ยวกับช่วงเวลาที่หนาวที่สุดของยุคน้ำแข็งสุดท้ายได้ในที่สุด ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อประมาณ 20,000 ปีที่แล้ว
ในปี 1990 ซึ่งเป็นเวลา 20 ปีก่อนที่พาห์นเกจะเดินทางไปยังมหาสมุทรใต้ จอห์น มาร์ติน นักสมุทรศาสตร์เสนอว่าฝุ่นที่อุดมด้วยธาตุเหล็กมีส่วนสำคัญอย่างยิ่งต่อยุคน้ำแข็งสุดท้าย รู้จักกันในนามของสมมติฐานเหล็ก มาร์ตินแย้งว่าฝุ่นฟุ้งกระจายไปตามลมจากภูมิประเทศที่หนาวเย็นและแห้งแล้งไปจนถึงมหาสมุทรทางตอนใต้ ฝุ่นละอองได้หล่อเลี้ยงระบบนิเวศทางทะเล ก่อให้เกิดแพลงก์ตอนพืชจำนวนมหาศาล สาหร่ายทะเลสังเคราะห์แสงเหล่านี้ดูดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากอากาศเพื่อผลิตน้ำตาลและออกซิเจน เมื่อแพลงก์ตอนพืชตายลง พวกมันตกลงสู่ก้นมหาสมุทร นำคาร์บอนที่แยกออกมาไปด้วย ซึ่งทำให้โลกเย็นลงอย่างมาก
ทุกวันนี้ เป็นที่ยอมรับกันอย่างกว้างขวางว่ามีการปฏิสนธิของธาตุเหล็กและฝุ่นละอองเพิ่มขึ้นในมหาสมุทรทางตอนใต้ในช่วงยุคน้ำแข็งที่ผ่านมา แต่ฝุ่นที่อุดมด้วยธาตุเหล็กนี้มาจากไหนนั้นยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด—จนกระทั่งบัดนี้ Pahnke และนักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ จากมหาวิทยาลัย Oldenburg ในเยอรมนีใช้แกนตะกอนเดิมที่เก็บรวบรวมเมื่อหลายปีก่อนค้นพบว่าฝุ่นที่จับตัวอยู่ในท่อเดินทางไกลถึง 20,000 กิโลเมตรทางตะวันออกจากตะวันตกเฉียงเหนือของอาร์เจนตินา—ไปทั่วโลก—ไปยังที่ที่มันทับถมกัน ในมหาสมุทรตอนใต้
เมื่อทราบที่มาของฝุ่น นักวิทยาศาสตร์สามารถเติมเต็มช่องว่างเกี่ยวกับสิ่งที่ทำให้ระดับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เปลี่ยนแปลงอย่างมากในอดีต ซึ่งอาจให้เบาะแสว่าเราจะจัดการกับสภาพอากาศในอนาคตได้อย่างไร
แบบจำลองสภาพภูมิอากาศ Zanna Chase นักบรรพชีวินวิทยาแห่งมหาวิทยาลัยแทสเมเนียในออสเตรเลีย ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการศึกษากล่าวว่า มีพื้นฐานมาจากการประมาณค่าที่เหมาะสมของปริมาณฝุ่นที่มีอยู่ ซึ่งขึ้นอยู่กับว่ามาจากไหน “การศึกษานี้ทำให้เราเห็นภาพที่สมจริงยิ่งขึ้นเกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้นในมหาสมุทรน้ำแข็ง และเห็นภาพบทบาทของการปฏิสนธิธาตุเหล็กได้แม่นยำยิ่งขึ้น” เชสกล่าว “มันเป็นปริศนาชิ้นใหญ่”
หลังจากระบุชั้นตะกอนเมื่อประมาณ 20,000 ปีที่แล้วภายในแกนกลางมหาสมุทรใต้แต่ละแกน ทีมได้แยกฝุ่นและวิเคราะห์ลักษณะทางเคมีที่สำคัญของมัน รวมถึงความเข้มข้นของธาตุหายากและองค์ประกอบของไอโซโทปของนีโอดิเมียม สตรอนเทียม และตะกั่ว จากนั้น พวกเขาเปรียบเทียบรอยนิ้วมือทางเคมีนี้กับตะกอนจากที่อื่นๆ รวมทั้งอเมริกาใต้ ออสเตรเลีย นิวซีแลนด์ แอฟริกาใต้ และแอนตาร์กติกา
พวกเขาพบว่าฝุ่นมากถึงร้อยละ 80 ที่พบในแกนตะกอนมาจากเทือกเขา Andes ที่แห้งแล้งทางตะวันตกเฉียงเหนือของอาร์เจนตินา ฝุ่นถูกพัดพาโดยลมตะวันตก ซึ่งเป็นลมที่พัดมาจากตะวันตกไปตะวันออก ซึ่งน่าจะแรงกว่าในช่วงยุคน้ำแข็งที่ผ่านมา น่าแปลกที่ในขณะที่ออสเตรเลียเป็นแหล่งฝุ่นที่โดดเด่นในมหาสมุทรทางตอนใต้ในปัจจุบัน มีเพียงส่วนน้อยของฝุ่นโบราณที่มาจากที่นั่น
Gisela Winckler นักธรณีเคมีจาก New York’s Columbia University และผู้เขียนงานวิจัยกล่าวว่า “ไม่ใช่เรื่องปกติที่คุณจะตกตะลึงและประหลาดใจกับสิ่งที่อยู่ในข้อมูล” “นี่เป็นข้อมูลที่ชัดเจนที่สุดเท่าที่ฉันเคยเห็นมา”
