Antartikas ei käida ainult pingviine vaatamas. Lõunamanner on tänu kiirelt levivale ökokultuurile muutunud äärmiselt populaarseks turismipiirkonnaks ning suurtest reisikuludest hoolimata külastavad seda aastas kümned tuhanded turistid. Turistide pealetung Antarktikasse on isegi nii võimas, et teadlased peavad tegema uurimistöid selle kohta, kuidas Antarktikat turistide eest kaitsta.
Kuid lisaks turismi hoogustumisele on lõunapolaarpiirkond kujunenud tähtsaimaks ülemaailmseks keskkonnateaduse areeniks. Põhjus on piirkonna loodusoludes ja planeedi kliimale avaldatava mõju ainulaadsuses. Liiatigi on inimmõju loodusele seal väikseim, ilmnedes silmnähtavalt vaid üksikutes paikades. Sealsetel uuringutel on võtmeroll eeskätt globaalsete kliimamuutuste prognoosimisel, kuna just seal avalduvad need muutused reljeefsemalt ning on mandrijääs hästi salvestunud.
Osooniaukude avastusele järgnenud freoonide kasutuse piiramine kogu maailmas on hea näide Antarktises aastakümnete kestel tehtud uuringute praktilise tähtsuse kohta. Hiljutistes uuringutes on viidatud, et Antarktikas vastutab kloori peroksiid ClOOCl 70% osooni lagunemise eest; arktikas tema rolli nõnda domineerivaks ei peeta.
Arktika ja Antarktika on justkui Maa kliimasüsteemi jahutajad, reguleerides Maa temperatuuri ja hoides käigus ookeanihoovusi, mis säilitavad harjumuspärast kliimat kogu planeedil. Näiteks Arktika merejää oluline vähenemine tõenäoliselt lõpetaks Golfi hoovuse toimimise ning muutused ookeaniringes tooksid meile uue jääaja. Ka käimasolevad kliimamuutused avalduvad kõige selgemini polaaraladel, näiteks temperatuur on seal tõusnud mitu korda enam kui troopikas.
Tõnu Martna tutvustab külmhoones 10-tuhande aasta vanust jääproovi
Proovide võtmine jääkernidest
Teadlased puurivad sadade, isegi tuhandete meetrite sügavusele igijää sisse, et võtta ainulaadseid proove, mis aitavad heita pilku Maal sadu tuhandeid aastaid tagasi valitsenud oludele. Esimesed analüüsid tehakse juba Antarktika kohapealsetes laborites ning põhjalikemate analüüside tarvis transpordivad teadlased jääd ka kodumaa laboreisse. Eestlased käivad kerni analüüse tegemas peamiselt Skandinaavia külmlaboreis, kus jääd säilitatakse temperatuuril -20 C.
Mida tähendab isotoopuuring?
Uuringuteks tarvis puuritakse sügavale läbi kogu jääkilbi ning saadakse jääsüdamikud. Neist puursüdamikest lõigatakse õhukesed kihid, mis vastavad ideaaljuhul aastakihtidele. Laboris jääkiht sulatatakse ning edasi toimub mõõtmine juba massispektomeetriga, mis võimaldab eristada erineva massiarvuga isotoope – talvised sademed on kergemad, suvised sademed raskemad. Sama on kliimaperioodidega – külmadel perioodidel on sademed kergemad, soojematel on nad raskemad ja me saame seda massispektomeetriga laboris mõõta.
Rein Vaikmäe selgitab isotoopuuringute olemust
Andmed esitatakse isotoopkõveratena, mida teadlased oskavad interpreteerida ning selgitada, millal on olnud külmemad perioodid, millal soojemad ning kuidas kliima on minevikus muutunud. See on tänapäeval üks kõige aktuaalsemaid teadusteemasid. Küsimus on selles, et viimastel aastatel kliima soojeneb ning seda püütakse selgitada inimtegevusega. Samal ajal on teada, et kliima on muutunud kogu aeg. Küsime, kuidas täpsemalt need muutused on toimunud? Kas need muutused on olnud 10 000 aasta jooksul aeglased või kiired, kuidas need kliimatsüklid on minevikus toimunud – seda kõike saame nendest isotoopkõveratest välja lugeda.
Selle metoodika ajalugu algab eelmise sajandi 60ndate aastate algul, kui Kopenhaageni Ülikooli teadlane Willi Dansgaard kogus sademeid erinevatest meteojaamadest üle maailma, uuris nende isotoopkoostist ja leidis, et isotoopkoostis sõltub temperatuurist. Tal tekkis idee, et kui oleks võimalik kätte saada sellised sademed läbi sadade tuhandete aastate, mis oleksid säilinud puhtalt ja puutumata, nii nagu nad maale langesid ja ladestusid, saaks pildi mineviku kliimast. Üks koht, kust sellist jääd saada, on Gröönimaa, teine Antarktika. Sel ajal sellist tehnikat teadlaste kasutuses vähemalt Euroopas veel ei olnud. Aga ta kuulis, et ameeriklaste sõjaväebaasis Gröönimaa põhjaosas on kavas hakata puurima jääd, kuigi hoopis teisel eesmärgil. Sõjavägi kavatses uurida jää tugevust ja vastupidavust, et selgitada, kas sinna on võimalik ehitada lennukite maandumisradasid. Willi Dansgaard võttis ameeriklastega ühendust ja sattus inimeste peale, kes tema ideest kohe kinni haarasidt Nad olid nõus puurimisega seal, kus oleks võimalik saada informatsiooni selle kohta, milline on olnud kliima ja millised muutused on toimunud ajal, kui Gröönimaa ja sealne jää moodustusid. Gröönimaa jääkilbi paksus on paljudes kohtades üle 3 km. Esimesed puursüdamikud, mida Gröönimaal 63ndal aastal puuriti, jõudsid ajaskaalal umbes 13000 aastani See ei kata veel kogu seda ajaskaalat, mida Gröönimaalt tervikuna saada on võimalik.
Jää on teatavasti viskoosne. Esialgu, kui lumi sajab pinnale, on see nii nagu me seda näeme. Raskuse mõjul lumi muutub, tiheneb, sest ta sisaldab väga palju õhku. Lumekristallid hakkavad kasvama, nad tihenevad ja lumi läheb üle firniks. See on juba jämedateralisem, ja kui järjest uusi kihte peale sajab ja ka natukene soojeneb, läheb firn üle jääks. Just fakt, et kristallide sulgudes, ja lumi ja firn lähevad üle jääks, jäävad sinna sisse õhusuletised, annab võimaluse uuteks uuringuteks. Sisuliselt on see selle jääkihi moodustumise aja atmosfäär.
Antarktika jää puursüdamikega töötamine on selles mõttes perspektiivsem, sest ajaskaala, mille me seal kätte saame, on väga pikk.
Me võime ajaskaalal tagasi minna umbes miljoni aastani. Praegu on jõutud seal umbes 750 000 aastani, aga kavandatakse uusi puurimistöid ning lähiaastatel on Antarktikas eesmärgiks puurida umbes 1,5 miljonini aastani, et saada informatsiooni viimase pooleteise miljoni aasta kohta. Miks see oluline on? Kui vaatame neid kliimatsükleid nii nagu kliima minevikus muutunud on, näeme, et väga kauges minevikus 100 miljonid aastad tagasi oli atmosfääris süsihappegaasi sisaldus märksa suurem kui praegu ning kliima oli märksa soojem. Aga miljon aastat tagasi hakkasid tekkima tingimused jääkilpide tekkeks ja kliima hakkas muutuma selliseks meil praegu
Inimene hakkas loodust ja kliimat mõjutama ikkagi alles pärast jääaega – kuskil 10 000 aastat tagasi. Kui me saaksime kätte kliimatsüklid vähemasti viimase miljoni aasta kohta, annaks see meile informatsiooni, kuidas maakera kliima on üldse muutunud ja millised on nende muutuste seaduspärasused. Selleks uuritakse siis mõlemat – nii nende jääpuursüdamike isotoobilist koostist kui ka gaasilist koostist. Lisaks muidugi ka keemilist koostist, sest informatsiooni, mida need jääpuursüdamikud sisaldavad on märksa rohkem kui ainult temperatuur ja gaasiline koostis.
Uuringud on reguleeritud lepinguga
Antarktika leping seob ja kohustab. Aastast 1961 jõustunud Antarktika lepingu peamine sisu on territoriaalsete nõudmiste tähtajatu külmutamine. Samuti kuulutab leping 60. lõunalaiusest lõunasse jääva maismaa ja šelfiliustikud rahvusvahelise teadusliku koostöö objektiks, kus on keelatud igasugune militaarse suunitlusega tegevus. Antarktika lepingu alusel tehtava sujuva rahvusvahelise koostöö tähtsamad liinid on kliimamuutuste uurimine ja Maa puhtaima looduskeskkonna säilitamine. Leping on hästi toiminud: seda kinnitab tõik, et külma sõja aastakümnetel oli Antarktis tegelikult ainuke paik, kus USA ja Nõukogude Liit tõhusalt koos tegutsesid. Aastast 1998 toimib lepingu lisana Madridi keskkonnakaitseprotokoll, mis kehtestas lõunapolaarpiirkonnas üliranged keskkonnakaitse juhised, jõustunud on ka Antarktika mereliste elusressursside kaitse konventsioon, eesmärgiga säilitada ökosüsteemi looduslik tasakaal.
Eesti ühines Antarktika lepinguga 17. mail 2001. aastal, 24. riigina Euroopas ja 45. riigina maailmas.
Kasutatud/viidatud meedia (videod/esitlused/fotod/artiklid) õigused võivad erineda, palun kontrolli!
Miks ja mida Antarktikas uuritakse?
Kuid lisaks turismi hoogustumisele on lõunapolaarpiirkond kujunenud tähtsaimaks ülemaailmseks keskkonnateaduse areeniks. Põhjus on piirkonna loodusoludes ja planeedi kliimale avaldatava mõju ainulaadsuses. Liiatigi on inimmõju loodusele seal väikseim, ilmnedes silmnähtavalt vaid üksikutes paikades. Sealsetel uuringutel on võtmeroll eeskätt globaalsete kliimamuutuste prognoosimisel, kuna just seal avalduvad need muutused reljeefsemalt ning on mandrijääs hästi salvestunud.
Osooniaukude avastusele järgnenud freoonide kasutuse piiramine kogu maailmas on hea näide Antarktises aastakümnete kestel tehtud uuringute praktilise tähtsuse kohta. Hiljutistes uuringutes on viidatud, et Antarktikas vastutab kloori peroksiid ClOOCl 70% osooni lagunemise eest; arktikas tema rolli nõnda domineerivaks ei peeta.
Arktika ja Antarktika on justkui Maa kliimasüsteemi jahutajad, reguleerides Maa temperatuuri ja hoides käigus ookeanihoovusi, mis säilitavad harjumuspärast kliimat kogu planeedil. Näiteks Arktika merejää oluline vähenemine tõenäoliselt lõpetaks Golfi hoovuse toimimise ning muutused ookeaniringes tooksid meile uue jääaja. Ka käimasolevad kliimamuutused avalduvad kõige selgemini polaaraladel, näiteks temperatuur on seal tõusnud mitu korda enam kui troopikas.
Proovide võtmine jääkernidest
Teadlased puurivad sadade, isegi tuhandete meetrite sügavusele igijää sisse, et võtta ainulaadseid proove, mis aitavad heita pilku Maal sadu tuhandeid aastaid tagasi valitsenud oludele. Esimesed analüüsid tehakse juba Antarktika kohapealsetes laborites ning põhjalikemate analüüside tarvis transpordivad teadlased jääd ka kodumaa laboreisse. Eestlased käivad kerni analüüse tegemas peamiselt Skandinaavia külmlaboreis, kus jääd säilitatakse temperatuuril -20 C.
Mida tähendab isotoopuuring?
Uuringuteks tarvis puuritakse sügavale läbi kogu jääkilbi ning saadakse jääsüdamikud. Neist puursüdamikest lõigatakse õhukesed kihid, mis vastavad ideaaljuhul aastakihtidele. Laboris jääkiht sulatatakse ning edasi toimub mõõtmine juba massispektomeetriga, mis võimaldab eristada erineva massiarvuga isotoope – talvised sademed on kergemad, suvised sademed raskemad. Sama on kliimaperioodidega – külmadel perioodidel on sademed kergemad, soojematel on nad raskemad ja me saame seda massispektomeetriga laboris mõõta.
Selle metoodika ajalugu algab eelmise sajandi 60ndate aastate algul, kui Kopenhaageni Ülikooli teadlane Willi Dansgaard kogus sademeid erinevatest meteojaamadest üle maailma, uuris nende isotoopkoostist ja leidis, et isotoopkoostis sõltub temperatuurist. Tal tekkis idee, et kui oleks võimalik kätte saada sellised sademed läbi sadade tuhandete aastate, mis oleksid säilinud puhtalt ja puutumata, nii nagu nad maale langesid ja ladestusid, saaks pildi mineviku kliimast. Üks koht, kust sellist jääd saada, on Gröönimaa, teine Antarktika. Sel ajal sellist tehnikat teadlaste kasutuses vähemalt Euroopas veel ei olnud. Aga ta kuulis, et ameeriklaste sõjaväebaasis Gröönimaa põhjaosas on kavas hakata puurima jääd, kuigi hoopis teisel eesmärgil. Sõjavägi kavatses uurida jää tugevust ja vastupidavust, et selgitada, kas sinna on võimalik ehitada lennukite maandumisradasid. Willi Dansgaard võttis ameeriklastega ühendust ja sattus inimeste peale, kes tema ideest kohe kinni haarasidt Nad olid nõus puurimisega seal, kus oleks võimalik saada informatsiooni selle kohta, milline on olnud kliima ja millised muutused on toimunud ajal, kui Gröönimaa ja sealne jää moodustusid. Gröönimaa jääkilbi paksus on paljudes kohtades üle 3 km. Esimesed puursüdamikud, mida Gröönimaal 63ndal aastal puuriti, jõudsid ajaskaalal umbes 13000 aastani See ei kata veel kogu seda ajaskaalat, mida Gröönimaalt tervikuna saada on võimalik.
Jää on teatavasti viskoosne. Esialgu, kui lumi sajab pinnale, on see nii nagu me seda näeme. Raskuse mõjul lumi muutub, tiheneb, sest ta sisaldab väga palju õhku. Lumekristallid hakkavad kasvama, nad tihenevad ja lumi läheb üle firniks. See on juba jämedateralisem, ja kui järjest uusi kihte peale sajab ja ka natukene soojeneb, läheb firn üle jääks. Just fakt, et kristallide sulgudes, ja lumi ja firn lähevad üle jääks, jäävad sinna sisse õhusuletised, annab võimaluse uuteks uuringuteks. Sisuliselt on see selle jääkihi moodustumise aja atmosfäär.
Antarktika jää puursüdamikega töötamine on selles mõttes perspektiivsem, sest ajaskaala, mille me seal kätte saame, on väga pikk.
Me võime ajaskaalal tagasi minna umbes miljoni aastani. Praegu on jõutud seal umbes 750 000 aastani, aga kavandatakse uusi puurimistöid ning lähiaastatel on Antarktikas eesmärgiks puurida umbes 1,5 miljonini aastani, et saada informatsiooni viimase pooleteise miljoni aasta kohta. Miks see oluline on? Kui vaatame neid kliimatsükleid nii nagu kliima minevikus muutunud on, näeme, et väga kauges minevikus 100 miljonid aastad tagasi oli atmosfääris süsihappegaasi sisaldus märksa suurem kui praegu ning kliima oli märksa soojem. Aga miljon aastat tagasi hakkasid tekkima tingimused jääkilpide tekkeks ja kliima hakkas muutuma selliseks meil praegu
Inimene hakkas loodust ja kliimat mõjutama ikkagi alles pärast jääaega – kuskil 10 000 aastat tagasi. Kui me saaksime kätte kliimatsüklid vähemasti viimase miljoni aasta kohta, annaks see meile informatsiooni, kuidas maakera kliima on üldse muutunud ja millised on nende muutuste seaduspärasused. Selleks uuritakse siis mõlemat – nii nende jääpuursüdamike isotoobilist koostist kui ka gaasilist koostist. Lisaks muidugi ka keemilist koostist, sest informatsiooni, mida need jääpuursüdamikud sisaldavad on märksa rohkem kui ainult temperatuur ja gaasiline koostis.
Uuringud on reguleeritud lepinguga
Antarktika leping seob ja kohustab. Aastast 1961 jõustunud Antarktika lepingu peamine sisu on territoriaalsete nõudmiste tähtajatu külmutamine. Samuti kuulutab leping 60. lõunalaiusest lõunasse jääva maismaa ja šelfiliustikud rahvusvahelise teadusliku koostöö objektiks, kus on keelatud igasugune militaarse suunitlusega tegevus. Antarktika lepingu alusel tehtava sujuva rahvusvahelise koostöö tähtsamad liinid on kliimamuutuste uurimine ja Maa puhtaima looduskeskkonna säilitamine. Leping on hästi toiminud: seda kinnitab tõik, et külma sõja aastakümnetel oli Antarktis tegelikult ainuke paik, kus USA ja Nõukogude Liit tõhusalt koos tegutsesid. Aastast 1998 toimib lepingu lisana Madridi keskkonnakaitseprotokoll, mis kehtestas lõunapolaarpiirkonnas üliranged keskkonnakaitse juhised, jõustunud on ka Antarktika mereliste elusressursside kaitse konventsioon, eesmärgiga säilitada ökosüsteemi looduslik tasakaal.
Eesti ühines Antarktika lepinguga 17. mail 2001. aastal, 24. riigina Euroopas ja 45. riigina maailmas.