На Земле всегда хватало холодных мест. Под «всегда» мы имеем ввиду прямо ооочень «всегда». По приближенным оценкам в Антарктиде лед начал образовываться 30 млн лет назад. Динозавры тогда уже вымерли, но о человеке еще и слышать не слышали. На сегодня толщина льда в некоторых частях Антарктиды достигает почти 5 км.
Ученые постоянно ищут участки, где можно расковырять самый старый лед. Так недавно в Антарктиде нашли лед возрастом 2,7 млн лет. Это новый рекорд, предыдущая находка датировалась 1,7 млн лет назад. Чем это важно и здорово?
С течением времени лед нарастает постепенно слой за слоем. В каждом слое льда мы можем найти пузырьки воздуха, которые попали в лед из атмосферы в момент его образования. Эти маленькие экземпляры газа представляют огромный интерес для ученых.
Произошло, например, где-то извержение вулкана. В воздух попали десятки тонн углекислого газа. Он более-менее равномерно распределяется по атмосфере, в том числе попадает и в лед Антарктиды. Если мы этот лед выкопаем и проанализируем, то сможем сказать, когда произошло извержение.
Один из очень точных методов анализа – масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой. В этом методе мы ионизируем частицы пробы и получившиеся ионы отправляем в анализатор. Ионы, как мы помним, это положительно заряженные частицы. Поток ионов можно пропустить через квадруполь, это такой электромагнит, который будет отклонять каждый сорт ионов определенным образом в зависимости от их соотношения массы и заряда. Так мы можем оценить какие элементы и в каком количестве содержатся в нашей пробе.
Этот метод настолько точный, что мы можем, например, отследить, как во времена Древнего Рима с развитой металлургией, в атмосфере произошел скачок концентрации свинца. После падения Рима, в темные века было как-то не до металлургии, и концентрация этого элемента в атмосфере плавно снизилась. А в новейшей истории с развитием промышленности она подскочила обратно. И всё это «просто» результат анализа льда.