Boren naar prehistorisch ijs.

Aan de hand van kryptonisotopen kun je ijsmonsters dateren die al anderhalf miljoen jaar bevroren zijn. Dat kan nieuwe inzichten geven in de geschiedenis van het Aardse klimaat, zo valt te lezen in PNAS.

Die kryptondatering lijkt op koolstof-14 datering. Ze is gebaseerd op de vorming van radioactief krypton-81 uit stabiel krypton-83, door inwerking van kosmische straling in de hogere luchtlagen. In de atmosfeer is de verhouding tussen beide isotopen ongeveer constant omdat krypton-81 even snel wordt aangemaakt als dat het uiteenvalt. Maar raakt het krypton opgesloten in luchtbelletjes in het ijs, waar de straling moeilijk bij kan komen, dan loopt het krypton-81-gehalte langzaam terug. Wat er overblijft, is dan een maat voor de tijd dat die belletjes al in het ijs zitten.

Het goede nieuws is dat de halfwaardetijd van krypton-81 ongeveer 230.000 jaar is, zodat je in principe heel ver terug kunt met je datering. Het slechte nieuws is dat de atmosfeer zó weinig krypton bevat, dat een betrouwbare meting tot voor kort onmogelijk was.

In 2011 hebben fysici van het Argonne National Laboratory (VS) echter een nieuw detectie-apparaat ontwikkeld, de Atom Trap Trace Analysis, dat desnoods letterlijk atomen kan tellen. En onderzoekers van Oregon State University zijn er nu voor het eerst in geslaagd om met deze ATTA een blok Zuidpoolijs te dateren. Daartoe smolten ze vier blokken van elk 350 kilo ijs, vingen alle opgesloten lucht op en maten het gehalte aan radio-isotopen.

Het ijs in kwestie, van de Taylor-gletsjer, bleek 120.000 jaar oud. De meting is echter gevoelig genoeg om tot anderhalf miljoen jaar terug te kunnen gaan.

Dat is veel verder dan je met koolstof-14-datering kunt komen. In ijs is die datering bovendien onbetrouwbaar omdat daar wél voldoende kosmische straling in doordringt om extra koolstof-14 te vormen. Tot nu toe werd ijs daarom vaak gedateerd door de samenstelling te vergelijken met die van monsters waarvan geologen wéten wanneer ze moeten zijn bevroren. Maar hun huidige collectie boorkernen gaat ook niet verder terug dan 800.000 jaar.

Er bestaan vermoedens dat uitgerekend 800.000 jaar geleden een klimaatomslag heeft plaatsgehad, waarna ijstijden elkaar een stuk minder snel gingen opvolgen. Met de kryptonmethode moet eindelijk duidelijk worden of die hypothese klopt.

bron: Oregon State University

Onderwerpen