Синхронизация ледяных кернов с использованием вулканических пепловых слоев

Тонкие коричневатые слои толщиной около миллиметра или двух иногда наблюдаются в беловатых/прозрачных ледяных кернах. Эти слои состоят из материала, происходящего из вулканических извержений. Мельчайшие пепловые частицы, выброшенные в атмосферу, переносятся ветром и в конечном итоге осаждаются, покрывая поверхность льда. Пеплы, осевшие на ледяном щите Гренландии тысячи лет назад, сегодня погребены под огромной толщей льда и могут быть извлечены только путем бурения длинных ледяных кернов.

Многие пепловые частицы в кернах слишком малы, чтобы быть видимыми невооруженным глазом. Только когда их количество очень велико, слой становится видимым как тонкая коричневая полоса. Вулканические пепловые слои служат важными реперными горизонтами, которые позволяют связать различные ледяные керны и другие архивы прошлого климата. Химический "отпечаток пальца" пепла позволяет определить, из какого вулкана и иногда из какого конкретного извержения он произошел.

Поиск невидимых пепловых слоев в трехкилометровом керне массой около 20 тонн кажется невыполнимой задачей. Исследователям помогает то, что после извержения осадки часто становятся слегка кислыми из-за присутствия серной кислоты. Высокие концентрации кислоты приводят к высокой электропроводности льда. Пики кислотности в профиле измерений служат ориентирами для отбора образцов льда, где могут скрываться мельчайшие частицы пепла.

Образцы льда плавят и центрифугируют, чтобы отделить воду и сохранить частицы примесей. При наличии пепла его осколки можно идентифицировать визуально под микроскопом по стекловидному блеску, характерной форме и прозрачности. Для химического анализа используется электронный микрозонд, который определяет состав по длинам волн рентгеновского излучения, испускаемого образцом при обстреле электронным пучком. Подготовка образцов к такому анализу — очень трудоемкий процесс, требующий полировки поверхности осколков.