- University of Copenhagen के नेतृत्व वाले अंतरराष्ट्रीय संयुक्त शोध EGRIP ने 7 साल की drilling के बाद पूर्वी Greenland ice sheet के नीचे 2670m गहराई पर bedrock तक पहुँच हासिल की
- यह पहला मामला है जब किसी गहरे ice core ने ice stream को अंत तक भेदा है, जिससे तट की ओर सरकने वाले विशाल बर्फीले प्रवाह का सीधे विश्लेषण संभव हुआ
- शोधकर्ताओं ने मापा कि 2670m मोटी पूरी बर्फ सालाना 58m की गति से एक block की तरह चलती है, गीली मिट्टी की परत के ऊपर बहती है, और तल पर बर्फ पिघल रही है
- ice core में पिछले 1,20,000 वर्षों का climate record है, और निचली बर्फ अंतिम interglacial period तक जाती है, जब Greenland के ऊपर तापमान आज से 5°C अधिक था
- Greenland ice sheet के नुकसान का आधा हिस्सा अभी तक पूरी तरह न समझी गई ice streams से आता है, इसलिए इस drilling के नतीजे sea-level rise prediction models को बेहतर बनाने में इस्तेमाल हो सकते हैं
EGRIP ने ice stream को भेदने वाली drilling सफल की
- University of Copenhagen के ice core scientists के नेतृत्व वाले अंतरराष्ट्रीय संयुक्त शोध EGRIP ने पूर्वी Greenland research station पर ice sheet के तल तक drilling करने का लक्ष्य हासिल किया
- 7 साल की drilling के बाद 2670m मोटी बर्फ को भेदकर bedrock तक पहुँचा गया
- यह उपलब्धि किसी ice stream में गहरे ice core को अंत तक drill करने का पहला मामला है, जहाँ विशाल बर्फ तट की दिशा में सरकती है
- तल से निकली मिट्टी ऐसी सामग्री है जिसने लगभग 10 लाख वर्षों तक रोशनी नहीं देखी थी, और सफेद रोशनी ice core material को नुकसान पहुँचा सकती थी, इसलिए उसे लाल रोशनी में निकाला गया
- अंतिम ice core को तुरंत seal और freeze किया गया, और उसे Kangerlussuaq Airport के रास्ते Denmark ले जाया जाएगा
बर्फ कैसे चली
- drilling के नतीजे दिखाते हैं कि ice stream आसपास की धीरे-धीरे चलती ice sheet से अलग होकर बर्फ की नदी की तरह बहती है
- मापा गया कि 2670m मोटा पूरा बर्फ का द्रव्यमान एक block की तरह सालाना 58m की गति से चलता है
- यह बर्फीला block bedrock के ऊपर मौजूद गीली मिट्टी की परत पर तैरता है, और यह मिट्टी की परत quicksand जैसी काम करती है, जिससे बर्फ bedrock के ऊपर अपेक्षाकृत बिना बाधा बह पाती है
- ice sheet के तल के पास बर्फ के भीतर फँसे पत्थर और रेत मिले, और measurements से पता चला कि तल पर बर्फ पिघल रही है
- यह observation बर्फ की गति को लेकर मूलभूत समझ बदल सकता है और climate models की recalibration तक ले जा सकता है
अंतिम 4m और उपकरण संकट
- अंतिम ice core 21 जुलाई 2023 को drill किया गया
- आखिरी 4m हिस्से को बर्फ के भीतर मौजूद कंकड़ों के कारण rock coring system से drill करना पड़ा
- rock drill तल की गीली मिट्टी में फँस गया, जिससे अंतिम core और drill दोनों खो जाने की स्थिति बन गई
- शोधकर्ताओं ने drill को निकालने में सफलता पाई, और ice stream को पूरी तरह भेदने के बाद बर्फ के नीचे मिट्टी की पुष्टि की
2670m लंबा climate record
- पूरा ice core पिछले 1,20,000 वर्षों में पृथ्वी का climate कैसे बदला, इसका 2670m लंबा record है
- तल की ओर की बर्फ 1,20,000 वर्षों से अधिक पुरानी है और अंतिम interglacial period तक जाती है
- वह समय ऐसा था जब Greenland के ऊपर वायुमंडलीय तापमान आज से 5°C अधिक था
- ice core की quality ऊँची है, और शोधकर्ताओं को उम्मीद है कि वे अंतिम ice age के बाद के 11,700 वर्षों में गर्म और ठंडे दौरों के साथ-साथ human development से हुए artificial changes तक document कर सकेंगे
- अंतिम ice core analysis शोधकर्ताओं के Copenhagen लौटने वाली शरद ऋतु में शुरू होगा
- EGRIP ice core को Copenhagen के उपनगर Brøndby में Danish ice core storage में रखा जाएगा, जहाँ Greenland के अधिकांश deep ice cores भी रखे जाते हैं
- पिछले वर्षों में drill किए गए ice core samples का analysis 30 से अधिक laboratories में हुआ, और पहले 53 papers प्रकाशित हुए
mobile camp और drilling technology
- EGRIP camp को mobile रूप में design किया गया है
- मुख्य building “The Dome” skis पर है
- बाकी equipment और infrastructure sleds पर हैं
- पूरे camp को tracked vehicles से खींचकर Greenland ice sheet के नए drilling site तक ले जाया जा सकता है
- drilling trench और science trench बर्फ के नीचे बनाए गए हैं
- 5m diameter और 45m लंबाई वाले balloon को 7m गहरी trench के भीतर फुलाया जाता है
- balloon के ऊपर बर्फ ढकने के बाद, कुछ दिनों में balloon निकाल दिया जाता है ताकि drilling work और ice core analysis के लिए जगह बने
- Danish drill में नया electronic navigation package लगा है, जिससे drillers ice core drill के tilt को control कर सकते हैं और उसी borehole में भविष्य में repeat coring कर सकते हैं
sea-level rise prediction और international collaboration
- Greenland ice sheet loss sea-level rise के प्रमुख कारणों में से एक है, और Greenland का temperature लगातार बढ़ने के साथ इसके बढ़ने की उम्मीद है
- इस loss का आधा हिस्सा Greenland की ice streams से आता है, लेकिन ice streams का behavior अभी पर्याप्त रूप से समझा नहीं गया है
- ice streams कैसे चलती हैं, इसका ज्ञान भविष्य में sea-level rise को समझने और prediction accuracy बढ़ाने के लिए अहम है
- यह observation कि बर्फ टूटकर अलग नहीं होती, बल्कि मिट्टी के ऊपर block की तरह सरकती है, recalibrated models के जरिए sea-level predictions को बेहतर करने में योगदान दे सकता है
- EGRIP 12 देशों की भागीदारी वाला international project है
- भाग लेने वाले देश Denmark, United States, Germany, Japan, Norway, Switzerland, China, Canada, France, South Korea, United Kingdom, Sweden हैं
- logistics की जिम्मेदारी University of Copenhagen और US National Science Foundation संभालते हैं
- field में शामिल 600 से अधिक participants में से 40% युवा scientists हैं, जिन्हें EGRIP के international research environment में training मिली है
- Denmark project budget का 55% वहन करने वाला सबसे बड़ा partner है
- संबंधित जानकारी EGRIP homepage पर देखी जा सकती है, और publications की सूची EGRIP Publications पर है
1 टिप्पणियां
Hacker News की राय
यह एक महत्वपूर्ण प्रोजेक्ट है। मज़ाक में कहा जा सकता है कि बर्फ के नीचे की कीचड़ देखने के लिए 2 साल इंतज़ार कर लो ताकि बर्फ पिघल जाए, लेकिन लेख में Dorthe Dahl-Jensen की यह बात ही मुख्य है कि “यह बर्फ के चलने के तरीके की हमारी बुनियादी समझ को फिर से परिभाषित करेगा, इसलिए climate models को बदलेगा”
climate science का एक बड़ा हिस्सा, शायद अधिकांश, पृथ्वी की जलवायु बनाने वाले बड़े घटकों की “प्रभावों पर प्रतिक्रिया” को समझाने वाले models—मुख्यतः differential equations—बनाने का काम है। models जितने बेहतर होते हैं, हम उतना बेहतर अनुमान लगा सकते हैं कि आगे क्या होगा, और यह उन systems में खास तौर पर ज़रूरी है जहाँ input variables को मनचाहे ढंग से control नहीं किया जा सकता
बड़े अज्ञातों में से एक है “बादल कहाँ बनते हैं।” यह तापमान के अनुसार हवा की नमी धारण करने की क्षमता की समझ से निकलता है; तापमान बढ़ना हवा को अधिक पानी समेटने देता है, और पानी बादल बनने का आधार है। निचले बादल albedo बढ़ाकर तापमान घटाते हैं, और ऊँचे बादल अर्ध-दर्पण सतह की तरह काम करते हैं, जिससे सतह से परावर्तित रोशनी फिर नीचे लौट जाती है और गर्मी पैदा करने का एक और मौका मिलता है
IPCC के काम का बड़ा हिस्सा MATLAB में किया गया है[1,2], इसलिए अगर आपके पास ठीक-ठाक शक्तिशाली workstation है तो आप अलग-अलग initial conditions और settings खुद बदलकर भविष्य के साथ प्रयोग कर सकते हैं
दूर का भविष्य जैसा भी हो, निकट भविष्य में अधिक तीव्र तूफान आएँगे—यह बात नहीं बदलती। क्योंकि तूफान अपनी ऊर्जा हवा, ज़मीन और समुद्र के तापमान के अंतर से लेते हैं
निजी तौर पर मेरे लिए दिलचस्प बात यह है कि हिमयुग कैसे शुरू होते हैं इसका कोई अच्छा model नहीं है। कुछ papers कहते हैं कि warming किसी threshold से आगे निकल जाए तो बादल बना सकती है और nuclear-free “nuclear winter” scenario जैसी cooling ला सकती है, लेकिन nuclear winter research काफी परिष्कृत हो जाने के बाद आजकल प्रकाशित होने वाले कामों के हिसाब से वह scenario कुल मिलाकर कम संभावित लगता है। Turco का काम[3] और उसे cite करने वाले लेख अच्छा starting point हैं। धुआँ और कालिख बादल नहीं होते, इसलिए यह perfect नहीं है, लेकिन atmosphere में shielding material का जमा होना और फैलना अपने-आप में मजबूत विषय है
[1] IPCC report के graphs बनाने में इस्तेमाल कुछ code और जानकारी -- https://github.com/IPCC-WG1/Chapter-9
[2] Mathworks का climate data toolbox promotion -- https://www.mathworks.com/discovery/climate-stress-testing.h...
[3] Climate and Smoke: an Appraisal of Nuclear Winter -- https://www.science.org/doi/abs/10.1126/science.11538069
सभी बादल सफेद होते हैं, इसलिए दिन में वे sunlight को space में reflect करके पृथ्वी को ठंडा करते हैं। साथ ही सभी बादल infrared range में लगभग black body की तरह व्यवहार करते हैं, इसलिए infrared में वे कितनी energy emit करते हैं यह बादल के temperature से तय होता है। ठंडे बादल कम energy emit करते हैं
लगभग सभी बादल अपने नीचे की सतह से ठंडे होते हैं, इसलिए साफ दिन की तुलना में space में जाने वाली infrared energy कम हो जाती है। इससे पृथ्वी द्वारा space में छोड़ी जाने वाली energy घटती है और climate गर्म होता है
ऊँचे बादल निचले बादलों से ज्यादा ठंडे होते हैं, इसलिए उनका warming effect अधिक मजबूत होता है। संक्षेप में, निचले बादल sunlight reflect करके cooling करते हैं और infrared को ज्यादा trap नहीं करते, इसलिए net effect cooling होता है; ऊँचे बादलों में sunlight reflection से होने वाली cooling की तुलना में infrared trapping ज्यादा होती है, इसलिए net effect warming होता है
“निकट भविष्य में अधिक तीव्र तूफान आएँगे” वाली बात कुछ हद तक सही है, लेकिन इसमें काफी nuance चाहिए। खासकर Arctic amplification की वजह से ध्रुवीय क्षेत्रों और equator के बीच temperature gradient उल्टा कमजोर हो रहा है। अगर आपका झुकाव coronavirus lab-leak theory मानने की ओर है, तो आप यहाँ यह कहकर कूद सकते हैं कि “तो extreme storms का कोई मतलब नहीं,” लेकिन वास्तव में upper atmosphere की waves, यानी Rossby waves, ज्यादा लहरदार होती जा रही हैं। CO2 warming से बढ़ी energy ज्यादा मजबूत transport और ज्यादा variability बना रही है; इसका मतलब यह नहीं कि हमेशा बड़ा gradient बनता है। बेशक कभी-कभी gradient भी extreme हो सकता है
climate आखिरकार time scale और spatial scale का मामला है। atmosphere में बहुत सारा CO2 डालने पर दोनों गड़बड़ा जाते हैं
यह भी बताना चाहता हूँ कि यह Greenland ice sheet के bed तक drill किया गया पहला core नहीं है। दूसरा भी नहीं। कुछ comments ऐसा संकेत देते लगते हैं। इस तरह context हटाकर science communication में report/announcement करना मुझे अच्छा नहीं लगता। निश्चित रूप से यह महत्वपूर्ण काम है, लेकिन यह पहले हुए कई deep core drilling experiments का अनुसरण और सुधार करने वाला research है। पुराने cores के samples भी अभी बहुत बचे हैं। यह research करने लायक बहुत बड़ा और महत्वपूर्ण है और उम्मीद है कि नई अहम insights देगा, लेकिन यह काफी पूर्व research पर आधारित काम है[1]। title अस्पष्ट है, इसलिए outsiders या आम जनता के लिए यह बात समझना मुश्किल हो सकता है
साथ में थोड़ा तीखा कहूँ तो, IPCC का MATLAB code मानवता के खिलाफ अपराध है और मुझे Mathworks से सच में नफरत है
[1]https://www.sciencedaily.com/releases/2021/03/210315165639.h...
रोशनी के wave/particle experiments को याद करें। glacier/geological scale पर वे भौतिक particle masses के रूप में मौजूद होते हैं, लेकिन उनकी movement wave के ज्यादा करीब होती है। पूरे mass के भीतर material particles के रूप में trapped होने के तरीके के अनुसार अटका और positioned रहता है, लेकिन glacier mass की properties fluid wave जैसी behave करती दिख सकती हैं
इसलिए अगर glacier flow का timetable पता हो, तो शायद यह भी predict किया जा सकता है कि सबसे ज्यादा particles वाली glacier slurry कहाँ फँसी है—यानी किसी खास घटना के समय बहकर आए minerals या biological residues कहाँ हैं
सोच रहा हूँ कि field research वाली नौकरियाँ कैसे मिलती हैं। मेरा मतलब ऐसी नौकरी से है जिसमें sensors के साथ काम भी हो, बाहर जाकर fieldwork भी करना पड़े, और analysis भी करना हो।
दिलचस्प हिस्सा: “तल की ओर की बर्फ 1,20,000 साल से भी ज़्यादा पुरानी है, और उस आख़िरी interglacial period तक जाती है जब Greenland के ऊपर वायुमंडलीय तापमान आज से 5°C ज़्यादा गर्म था”
अनुमान के मुताबिक जिस समय हमें नए ice age में जाना चाहिए था, उसी समय औसत तापमान 2~3 डिग्री बढ़ने का अनुमान कितना असामान्य है, यह दिखाता है। यानी तापमान अतीत में न देखे गए उच्च स्तर तक उछल रहा है
https://en.wikipedia.org/wiki/Timeline_of_prehistory
माना जाता है कि Eemian climate मौजूदा Holocene से ज़्यादा गर्म था। आज से अलग पृथ्वी की कक्षीय स्थितियां—यानी अधिक axial tilt और eccentricity, और perihelion में बदलाव—जिन्हें Milankovitch cycles कहा जाता है, शायद उत्तरी गोलार्ध में मौसमी तापमान बदलावों को और बड़ा बना रही थीं। उत्तरी गोलार्ध की गर्मियों में Arctic क्षेत्र का तापमान 2011 की तुलना में लगभग 2~4°C अधिक था
उस समय hippos Rhine और Thames नदियों तक उत्तर में फैल गए थे, अमेरिका के Great Plains में grassland-forest boundary आज के Dallas के पास नहीं बल्कि Texas के Lubbock के पास तक और पश्चिम में थी, और sea level का peak आज से 6~9m अधिक रहा होगा
https://en.wikipedia.org/wiki/Eemian
निष्कर्ष यह है कि बड़े पैमाने पर carbon capture की जल्दी ज़रूरत है। net-zero emissions तक पहुंचने के बाद भी CO2 को pre-industrial level तक नीचे आने में हज़ारों साल लगेंगे
जोड़ दूं कि सिर्फ़ “pre-industrial level” पर ही ध्यान देने की ज़रूरत नहीं है; बात यह है कि मौजूदा concentration बहुत ज़्यादा है, इसलिए इसे जितनी जल्दी हो सके घटाना चाहिए
यक़ीन नहीं होता कि उन्होंने 10m व्यास और 2.7km गहराई जैसा दिखने वाले छेद की तस्वीर नहीं दिखाई
अंतिम ice core की तस्वीर[1] देखकर पता चलता है कि असली borehole कितना छोटा है
[1] https://science.ku.dk/english/press/news/2023/pay-dirt-for-i...
अगर 10km से ज़्यादा गहराई को यहां-वहां सस्ते में बेचने का अच्छा तरीका मिल जाए, तो हाथ लगने वाली चीज़ें बहुत होंगी। mantle की मोटाई 2000km से ज़्यादा है, और सबसे गहरी mines भी लगभग 3~4km ही हैं
इस तरीके से जबरदस्त heat भी मिल सकती है, और शायद कचरा निपटान में भी इस्तेमाल हो सकता है। Master Of Orion 2 में Deep Core Mines और Core Waste Dumps थे; शायद वही रास्ता हो
वहां असली छेद का व्यास लगभग 10cm है, और बर्फ के नीचे का वास्तविक drilling site भी देखा जा सकता है
अगर वैज्ञानिक शोध के लिए बड़े छेद drill करने में रुचि है, तो earthquakes और tsunamis के संदर्भ में https://usoceandiscovery.org/wp-content/uploads/2016/06/Casc... पढ़ने लायक है
संक्षेप में, sealed boreholes के भीतर geophysical और hydrological observatories, crustal formations की hydrology समझने का शक्तिशाली tool हैं, volumetric deformation बदलावों से आने वाले hydrological signals को मापने का माध्यम हैं, और high-quality seismic व geodetic उपकरणों के लिए स्थिर स्थान प्रदान करते हैं
यह data अपने-आप में भी उपयोगी है, और दूसरे research के साथ correlate करने पर भी उपयोगी है। उदाहरण के लिए, लगभग 400 साल पहले अमेरिका के Pacific Northwest coast के offshore इलाके में आया बड़ा earthquake (https://en.wikipedia.org/wiki/1700_Cascadia_earthquake) और जापान में उससे जुड़ी tsunami संदर्भ के तौर पर लिए जाते हैं
हिसाब लगाएं तो गति लगभग 4.3cm प्रति घंटा है। क्या कोई बता सकता है कि इस प्रक्रिया में इतना समय क्यों लगता है?
Antarctica में लगभग इसी गहराई तक drilling का एक उदाहरण Dome C का EPICA है, जो 8 interglacial periods दिखाता है[0]
[0] https://en.wikipedia.org/wiki/European_Project_for_Ice_Corin...
बर्फ पिघलाने वाला slurry bot डिज़ाइन करना भी संभव लगता है। borehole के बाहरी व्यास को heat या laser से पिघलाया जाए, laser/heat को drilling equipment के आगे की तरफ cone की दिशा में छोड़ा जाए, और बीच की pipe को vacuum रखकर पिघली हुई slurry को ऊपर खींचा जाए
सैद्धांतिक रूप से क्या 1,20,000 साल पुराने जमे हुए जानवर को intact DNA के साथ ढूंढना संभव होगा?
यह असल “frozen animal” से ज़्यादा ऐसा मामला था जिसमें सब कुछ कुछ हद तक मिला-जुला था, इसलिए बचे हुए टुकड़ों की मौजूदा sequences से तुलना करनी पड़ी थी
https://www.nytimes.com/2022/12/07/science/oldest-dna-greenl...
[0] https://www.theguardian.com/world/2012/feb/21/russian-scient...
इंसान अच्छे हैं। किसी तरह drilling शुरू करने का फैसला किया, और 7 साल तक हार न मानकर funding हासिल की
हम पागल लेकिन दिलचस्प जीव हैं