Datering ved hjælp af mængden af urenheder i isen

Når en iskerne dateres ved at tælle årlag, kan man benytte en hvilken som helst data med en årlig cyklus.

Variationen i isens isotopforhold (δ18O og δD) afspejler den årlige temperatursvingning, og er den mest almindeligt anvendte parameter i forhold til årlagstælling i iskerner (læs mere om dette her). Men denne metode kan ikke bruges i de ældste dele af iskernerne, eller for iskerner boret på steder, hvor der kun falder lidt sne.

Idet støvindholdet og koncentrationen af en række kemiske urenheder i sneen varierer fra sæson til sæson, kan de også bruges til at identificere de enkelte årlag. Fordelen ved denne fremgangsmåde er, at urenhederne ikke er påvirket af diffusion, og derfor kan bruges til at identificere årlag i gammel såvel som ung is. Desuden giver højtopløste målinger af urenhederne flere parallelle dataserier, der alle kan bruges til datering, hvilket gør processen med at identificere årlag mere robust.

Urenhedsmålinger til brug for årlagstælling foregår oftest ved den såkaldte Continuous Flow Analysis (CFA), hvor et aflangt stykke is skæres fra en iskerne og smeltes på et særligt smeltehoved. Smeltevandet analyseres løbende (heraf navnet continuous flow - uafbrudt strøm) for indholdet af en række urenheder. Mange af disse urenheder udviser regelmæssige udsving i løbet af et år, og dette kan bruges til identifikation af årlag.

Et eksempel herpå er isens støvindhold. Støv bliver ført til Grønland med vinden, og lægger sig på iskappen. En del af støvet er vandopløseligt, og er kilde til hoveddelen af de Calcium-ioner der findes i isen. De ikke-opløselige dele af støvet måles ved at udnytte, at støvpartiklerne spreder en lysstråle der sendes igennem smeltevandsstrømmen.

Målingerne viser at i mellemistider (perioder med klima svarende til nutidens klima), topper støvindholdet hvert forår, idet storme på dette tidspunkt bringer relativt store mængder støv med sig til Grønland. Natrium-koncentrationen topper derimod om vinteren, mens nitrat og ammonium-koncentrationerne topper om sommeren. I istiden forsvinder forskellene mellem, hvornår de forskellige urenheder har maksimal koncentration, og mængden af alle urenheder topper på det samme tidspunkt om vinteren/foråret. Ved at bruge denne viden om de enkelte urenheders karakteristika og de målte koncentrationer af urenhederne, er det muligt at identificere årlagene med meget stor sikkerhed.

Datering af urenheder

Målinger af urenheder fra NGRIP-iskernen foretaget med Continuous Flow Analysis-metoden. Fra Rasmussen et al., Journ. Geophys Res., 2006.

Grafen viser et eksempel fra dateringen af NordGRIP-iskernen. Den viste sektion er fra Yngre Dryas, som var en kold periode i den allersidste del af den sidste istid, for cirka 12.000 år siden.

Årlagstykkelsen i denne sektion er cirka 3 cm. De nederste 4 kurver viser koncentrationen af calcium, nitrat, natrium og sulfat-ioner i isen. Den blå kurve viser ledningsevnen for smeltevandet, den brune viser støvindholdet og den sorte er en gråskala-repræsentation af de synlige lag i isen (høje værdier svarer til blege "mælkede" lag i isen, og de lave værdier repræsenterer klar is). De blå og mørkegrønne tynde linjer er dataserier, hvor opløsningen er forbedret af matematisk vej. Alle de viste dataserier udviser årlig variation, og serierne er blevet brugt til identifikation af årlag.

De lodrette grå linjer angiver årlagenes placering. Den ikke-fyldte stribe ved 1502,39 m markerer et sted i dataserierne som kunne være et tyndt årlag, der kun er delvis synligt i dataserien. Dette lag er derfor klassificeret som et "usikkert årlag".

Data som disse danner grundlaget for det seneste arbejde for at konstruere en ny fælles tidsskala for de grønlandske iskerner - den såkaldte Grønlandske Iskernekronologi 2005 med det forkortede engelske navn GICC05. Flere eksempler på data er tilgængelige i de artikler, der beskriver GICC05-tidsskalaen. Nedenfor gives desuden tre eksempler på længere udsnit af data som Encapsulated PostScript (.eps) eller pdf-filer. Graferne kan vises på skærmen eller printes på en printer, der kan printe i bredt format (den fulde bredde er 88 cm og højden er 16 cm).

- Eksempel på data fra Holocæn (den nuværende varmeperiode), NGRIP dybdeinterval 1463-1466 m, alder cirka 11.200 år. Download som eps / pdf.
- Eksempel på data fra Yngre Dryas (istidens sidste krampetrækninger), NGRIP dybdeinterval 1503,2-1504,4 m, alder cirka 12.100 år. Download som eps / pdf.
- Eksempel på data fra Bølling-tiden (en relativt lun periode i istiden), NGRIP dybdeinterval 1582,2-1584,5 m, alder cirka 14.300 år. Download som eps / pdf.

Læs mere om
- Hvordan indholdet af urenheder i is måles
- Andre anvendelser af målinger af urenheder i isen.
- Om GICC05 tidsskalaen, som bl.a. er baseret på måleserierne for urenheder i isen.