Ledus dziļurbums

Vostokas stacija ar divām dziļurbšanas iekārtām priekšplānā

Ledus dziļurbums ir glacioloģijas izpētes metode, ar kuras palīdzību tiek iegūti ledus vairoga hronoloģiski paraugi. Parasti šādi dziļurbumi tiek veikti polārajos apvidos (Grenlandē un Antarktīdā), bet šādu izpētes metodi pielieto arī augstkalnu ledāju izpētē.

Tā kā gan polārie, gan kalnu ledāji veidojas gadu gaitā, pakāpeniski uzkrājoties sniega kārtam, zemākie (dziļākie) ledus paraugi ir vecāki par augšējiem, un šādu ledus paraugu izpēte sniedz sistemātiskus datus par klimatu. Šādu materiālu izpēte ļauj iegūt datus kā par vietējo (parauga iegūšanas vietas) temperatūru un nokrišņu izmaiņām gadu gaitā, tā arī analizēt vispārējas klimatiskas un ģeoloģiskas parādības pasaulē.

Šādos ledus dziļurbumu paraugos ir dažādi iekļāvumi, kā vēja atnesti putekļi, pelni, atmosfēras gaisa burbuļi un radioaktīvas substances, kas ļauj hronoloģiski noteikt nokrišņu daudzumu, temperatūru, vulkānisko un Saules aktivitāti, gāzu sastāvu atmosfērā.

Ar ledus paraugiem izpētāmā perioda garums atkarīgs no urbuma dziļuma un var variēties no dažiem gadiem līdz pat 800 000 gadu senai pagātnei, kā EPICA projektā. Laika izšķirtspēja (īsākais periods, ko iespējams precīzi nošķirt paraugā) atkarīgs no ikgadējā nokrišņu daudzuma un samazinās lielākā dziļumā, augšējiem slāņiem saspiežot zemākos.

Urbšana

Ledus paraugi tie iegūti, ieurbjoties ledus slānī ar dobu urbi. Iegūto paraugu garums ir atkarīgs no urbšanas cilindra garuma, kas parasti ir 4—6 m un ap 20 cm diametrā. Paraugu iegūšana no liela dziļuma ir ilgstošs process, jo cikliski jāatkārto urbja un cilindra nolaišana urbumā, parauga izgriešana un visa kompleksa izcelšana virspusē, tā iztukšošana un sagatavošana nākamajam ciklam. Dziļākie ledus urbumi Grenlandē un Antarktīda pārsniedz 3 km dziļumu.

Atšķirība no ģeoloģiskajiem dziļurbumiem Zemes garozā, ledus urbšanā jāpārvar ledus deformācija, kas rodas spiediena rezultātā jau no 300 m dziļuma. Spiediena kompensēšanai urbumu piepilda ar šķidrumu. Šķidrumam vienlaicīgi jānodrošina attiecīgu blīvumu, zemu viskozitāti, izturību pret sasalšanu, kā arī darba drošības (toksiskuma un ugunsdrošības) un vides tīrības prasības. Vienlaicīgi šāds šķīdums nedrīkst ietekmēt iegūtā parauga kvalitāti un neprognozējami iespaidot pētījumu rezultātus. Dažādos projektos ir lietoti butilacetāts un petroleja, kas papildināti ar dažādām vielām blīvuma paaugstināšanai.

Paraugu izpēte un uzglabāšana

Ledus paraugs

Urbšanas procesā iegūtie paraugi tiek pasargāti no piesārņojumiem un citiem vides faktoriem. Paraugi pēc attīrīšanas no urbšanas šķīduma tiek iepakoti plastmasas maisos un uzglabāti zemā temperatūrā, kas parasti ievērojami neatšķiras no temperatūras parauga iegūšanas vietā. Antarktīda un Grenlandē paraugu apstrāde, uzglabāšana un izpēte parasti notiek laboratorijās, kas iekārtotas ledus slānī dziļumā, kur nav ārējās vides ietekmētas temperatūras izmaiņas.

Paraugiem, kas iegūti no liela dziļuma, nepieciešama speciāla aklimatizēšanas metodika, jo spiediena izmaiņas rezultātā tie kļūst ļoti trausli. Šāda paraugu aklimatizēšana (relaksēšana) var ilgt vairākus mēnešus.