Вместе с американскими гляциологами они впервые датировали образцы древнего антарктического льда весом всего 1 кг. Это открывает путь к изучению климата Земли за последние 1,5 миллиона лет. Результаты опубликованы в Nature Communications.

Глубокие ледяные керны из Антарктиды и Гренландии — словно архив прошлого. В нижних слоях могут скрываться свидетельства ключевых климатических сдвигов, но точный возраст такого льда определить сложно: за сотни тысяч лет слои перемешиваются.

Криптон-81, редкий радиоактивный изотоп, идеально подходит для датировки. Проблема в том, что в килограмме древнего льда его всего несколько сотен атомов — поймать их почти невозможно.

В 2021 году китайские физики придумали, как ловить отдельные атомы с помощью лазеров. За четыре года они усовершенствовали метод: создали ультрафиолетовый источник света, который превращает криптон в метастабильное состояние, почти не повреждая образец. Теперь для анализа нужно всего 100 нанолитров газа (это как 1 кг льда), а верхний предел датировки вырос до 1,5 млн лет.

С помощью этой технологии команда USTC вместе с гляциологами из Принстона — профессором Майклом Бендером и доктором Сарой Шеклтон — определила возраст двух образцов с ледника Тейлора в Антарктиде.

Результат — около 130 тысяч лет — совпал с независимыми оценками, подтвердив точность метода.

Теперь криптон-81 можно использовать даже для небольших образцов. Китайские ученые уже сотрудничают с гляциологами по всему миру, чтобы изучить древний лед Гренландии, Антарктиды и Тибетского нагорья. Это поможет понять:

• как менялась стабильность ледников в прошлом,
• когда сформировались тибетские ледники,
• сохранился ли лед, переживший ключевые климатические переходы.

Этот проект — пример того, как физики и климатологи вместе решают глобальные задачи.

Криптон-81 — это фактически «часы», встроенные в лед. Чем его меньше, тем старше образец. Раньше для датировки требовались тонны льда, теперь — всего килограмм. Это значит, что мы сможем:

• изучать редкие образцы, которые раньше было невозможно датировать,
• точнее реконструировать климат прошлого,
• прогнозировать, как поведут себя ледники в условиях глобального потепления.

Особенно важно, что метод работает для льда возрастом до 1,5 млн лет — как раз в этот период произошел ключевой сдвиг в климатических циклах Земли.

Однако метод все еще требует сложного оборудования и высокой квалификации. Пока это лабораторная технология — массово внедрить ее в гляциологию будет непросто.

Ранее ученые заявили, что на образование льда в арктических облаках влияют микробы.