Παγωμένες λίμνες και υπόγειοι καταρράκτες:Μέσα στο βαθύ σύστημα σπηλαίων Dark Star

"Πορτοκαλί, κόκκινα, κίτρινα... ένα χρωματιστό καλειδοσκόπιο. Ήταν σαν να περπατούσα στις Άλπεις το φθινόπωρο. Πραγματικά καταπληκτικό." Ο Ισραηλινός γεωλόγος Boaz Langford περιγράφει ένα από τα τεράστια σπήλαια στο Dark Star – ένα τεράστιο σύστημα σπηλαίων κρυμμένο μέσα στην οροσειρά Baisun-Tau σε μια απομονωμένη περιοχή του Ουζμπεκιστάν. Ο Langford ήταν μέρος της διεθνούς ομάδας επιστημόνων και σπηλαίων που εξερεύνησαν το σύστημα στο 2014.

«Σε άλλο κλάδο υπάρχουν παγωμένες λίμνες. αλλού, τεράστιοι καταρράκτες. Η ποικιλία των αξιοθέατων είναι απίστευτη. Κάθε περιοχή είναι διαφορετική. Το Dark Star δεν μοιάζει με κανένα άλλο. Εντελώς ασυνήθιστο. Είμαι επιστήμονας και όχι πολύ θρησκευόμενος, αλλά υπάρχει κάτι πνευματικό σε αυτό το μέρος."

Η πολιτική αστάθεια και η απομακρυσμένη τοποθεσία του έχουν κρατήσει τα βάθη του Dark Star (που πήρε το όνομά του από μια κωμωδία επιστημονικής φαντασίας του 1974) κρυμμένα από τα ανθρώπινα μάτια. Αλλά το 1990, μια βρετανική ομάδα κατάφερε να φτάσει σε μια από τις εισόδους και έτσι ξεκίνησε η εξερεύνηση αυτού του σκοτεινού υποκόσμου.

Από τότε έχουν ανακαλυφθεί περίπου 17 χιλιόμετρα περασμάτων, μαζί με πρόσθετες εισόδους, αλλά όλα τα ανοίγματα βρίσκονται στη μέση ενός ασβεστολιθικού βράχου ύψους 200 μέτρων. Και μόνο να φτάσετε στο στρατόπεδο βάσης στους πρόποδές του είναι ένα μακρύ και ύπουλο ταξίδι.

Ο Λάνγκφορντ και οι συνεργάτες του συνάντησαν την υπόλοιπη ομάδα αποστολής στην πρωτεύουσα του Ουζμπεκιστάν Τασκένδη. Φορτώνοντας όλο τον εξοπλισμό τους σε ένα λεωφορείο, οδήγησαν 160 χλμ κατά μήκος τμήματος του αρχαίου Δρόμου του Μεταξιού προς τη Σαμαρκάνδη, προτού στραφούν σε ένα φορτηγό με έξι τροχούς και κατευθυνθούν νότια σε άνυδρες πεδιάδες προς την κατεύθυνση της περιοχής Baisun στα σύνορα με το Αφγανιστάν.

Στους πρόποδες της οροσειράς Baisun-Tau, άφησαν το φορτηγό και συνέχισαν με τα πόδια για δύο ημέρες, με τα γαϊδούρια να κουβαλούν τον εξοπλισμό τους.

«Το μονοπάτι ήταν τόσο ύπουλο που ένα από τα γαϊδούρια έπεσε σε έναν γκρεμό και πέθανε», λέει ο Λάνγκφορντ. "Ένας από την ομάδα έπρεπε να σκαρφαλώσει στο φτωχό θηρίο για να ανακτήσει τον εξοπλισμό μας."

Τελικά, η ομάδα έφτασε σε ένα σημείο όπου ήταν πολύ δύσκολο για τα γαϊδούρια να συνεχίσουν, κι έτσι μετέφεραν οι ίδιοι το κιτ στην υπόλοιπη διαδρομή μέχρι την κατασκήνωση βάσης. Από την κατασκήνωση βάσης, είναι ακόμα μια πεζοπορία δύο ωρών που ακολουθείται από μια ανάβαση 100 μέτρων με σχοινί για να φτάσετε στα σαγόνια του Dark Star.

Γιατί οι επιστήμονες μπαίνουν στον κόπο να περάσουν για μέρες σε αφιλόξενο έδαφος για να φτάσουν σε μια απομακρυσμένη γωνιά του Ουζμπεκιστάν; Τι θα μπορούσε να βρίσκεται στα βάθη της σπηλιάς για να αξίζει όλη αυτή η δυσκολία;

Η απάντηση:ακριβές κλιματικό ρολόι.

Πληροφορίες για το παρελθόν και το μελλοντικό κλίμα της Γης συλλαμβάνονται σε κοιτάσματα ορυκτών σπηλαίων. Αυτά είναι κατασκευασμένα από νερό που ρέει ή στάζει φορτωμένο με μέταλλα - ασβεστίτης, αραγωνίτης και γύψος. Με την πάροδο του χρόνου, τα ορυκτά συσσωρεύονται για να δημιουργήσουν βραχώδεις σχηματισμούς που ονομάζονται σταλαγμίτες και σταλακτίτες.

Διαβάστε περισσότερα σχετικά με τους επιστήμονες που μελετούν το κλίμα:

• Γνωρίστε τους επιστήμονες που καταβάλλουν κάθε δυνατή προσπάθεια για να μελετήσουν την κλιματική αλλαγή
• Σε φωτογραφίες:Ακολουθώντας την αποστολή να ανακαλύψετε πώς η κλιματική κρίση αλλάζει την Αρκτική

«Αναλύοντας τέτοια κοιτάσματα ορυκτών σπηλαίων, μπορώ να πάω στο παρελθόν και να μάθω περισσότερα για το πώς εξελίσσεται το τοπικό κλίμα και πώς αυτό αντανακλά περιφερειακές ή παγκόσμιες αλλαγές», λέει ο Δρ Sebastian Breitenbach, παλαιοκλιματολόγος στο Πανεπιστήμιο Northumbria, ο οποίος αυτή τη στιγμή εργάζεται σε δείγματα. από το Dark Star.

«Το [συνηθισμένο] «ρολόι ραδιοάνθρακα» λειτουργεί μόνο πριν από περίπου 40-50.000 χρόνια και μετά έχει τελειώσει επειδή δεν υπάρχει ραδιενεργός άνθρακας για μέτρηση. Πέρα από 40.000 χρόνια, έχουμε πολύ λίγες πληροφορίες για το κλίμα του παρελθόντος από άποψη χρονολογίας. Όμως το μεγάλο πλεονέκτημα της χρήσης αποθέσεων σπηλαίων είναι ότι μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε άλλα ραδιοϊσότοπα, όπως το ουράνιο, τα οποία έχουν μεγαλύτερη αλυσίδα διάσπασης. Αυτό ουσιαστικά σημαίνει ότι μπορούμε να παρακολουθούμε την ώρα με ακρίβεια σε περίπου μισό εκατομμύριο χρόνια.

«Τόσο το ουράνιο όσο και ο μόλυβδος μπορεί να υπάρχουν στους σταλαγμίτες. Και μπορούμε να πηδήξουμε ακόμα πιο πίσω αν χρησιμοποιήσουμε μόλυβδο ουρανίου, επειδή ο μόλυβδος είναι σταθερός – θεωρητικά, θα μπορούσαμε να χρονολογούμε από τη Μεγάλη Έκρηξη. Και αφού έχετε τη χρονολόγηση, έχετε ένα χρονολόγιο και μπορείτε να χρησιμοποιήσετε πληρεξούσιους κλίματος για να δείτε πώς εξελίχθηκε το κλίμα – και το περιβάλλον.”

Εν ολίγοις, οι σταλαγμίτες είναι σπουδαία αρχεία για το κλίμα επειδή αναπτύσσονται σε σπηλιές σε όλο τον κόσμο, σχετικά αδιατάρακτα για εκατομμύρια χρόνια, απομονωμένα από εξωτερικούς παράγοντες, όπως ακραίες καιρικές συνθήκες και παρεμβολές ανθρώπων ή ζώων. Αλλά η επιστροφή ενός καλού δείγματος από τέτοιες απομακρυσμένες ρυθμίσεις στο εργαστήριο μπορεί να είναι δύσκολη – εάν ο σταλαγμίτης σπάσει, είναι ένα μακρύ, μακρύ ταξίδι πίσω για να αποκτήσετε έναν άλλο.

Όλα αυτά τα αρχεία παλαιοκλίματος μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κατανόηση του παρελθόντος και την πρόβλεψη του μέλλοντος. Πράγματι, οι αρχαιολόγοι χρησιμοποιούν τα αποτελέσματα του Breitenbach για να λύσουν το παζλ του πώς οι σύγχρονοι άνθρωποι και οι προκάτοχοί τους μετανάστευσαν πέρα ​​δώθε στην Ασία – και τι οδήγησε τη μετανάστευση τους.

«Οι αρχαιολόγοι θέλουν να κατανοήσουν πώς αλληλεπιδρούν οι άνθρωποι με τη φύση και πώς το κλίμα επηρεάζει τις αποφάσεις για το πότε, πώς και γιατί μετακινήθηκαν», λέει ο Breitenbach.

«Η θερμοκρασία δεν ήταν πρόβλημα για τους σύγχρονους ανθρώπους, τους Ντενίσοβαν ή τους Νεάντερταλ. Το κλειδί ήταν το νερό. Τα αρχεία παλαιοκλίματος χτισμένα σε σταλαγμίτες είναι το καλύτερο στοίχημά μας για να ανακαλύψουμε ποια χρονικά διαστήματα ήταν κατάλληλα για ανθρώπινη κατοίκηση και ποια ήταν πιο εχθρικά."

Εν τω μεταξύ, οι επιστήμονες χρησιμοποιούν επίσης αρχεία παλαιοκλίματος από ιζήματα σπηλαίων για να προβλέψουν τη μελλοντική αλλαγή του κλίματος και, κυρίως, τα αποθέματα νερού στην περιοχή. Οι οροσειρές όπως τα Ιμαλάια είναι στην ουσία οι υδάτινοι πύργοι του κόσμου. Και αν χαθεί ο πάγος που περιέχεται στους παγετώνες και τον μόνιμο παγετό της περιοχής, ποτάμια όπως ο Γάγγης θα στεγνώσουν, διακόπτοντας την παροχή νερού στους ανθρώπους στις γύρω χώρες, όπως το Ουζμπεκιστάν, το Κουρδιστάν, την Ινδία και την Κίνα.

«Τα αρχεία σταλαγμίτη, όπως τα αρχεία με δακτυλίους δέντρων, είναι συχνά πολύ λεπτομερή και χρονολογημένα», λέει ο Δρ Άλεξ Μπέικερ, από το Εθνικό Κέντρο Επιστήμης της Ατμόσφαιρας στο Πανεπιστήμιο του Ρέντινγκ.

«Αυτό είναι σημαντικό γιατί μπορούν να μας πουν πόσο γρήγορα ήταν τα προηγούμενα επεισόδια περιφερειακής κλιματικής αλλαγής και πόσο γρήγορα μπόρεσε να ανακάμψει το κλίμα. Αυτές οι πληροφορίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να εκτιμηθεί πώς η υποχώρηση του παγετώνα μπορεί να περιοριστεί εάν και πότε οι εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου μειώνονται σημαντικά. Τέτοιες εκτιμήσεις μπορεί να είναι εξαιρετικά αβέβαιες, επομένως χρειάζεται πάντα η συνεχής ανάπτυξη κλιματικών μοντέλων και καλύτερα αρχεία παλαιοκλίματος."

Επιπλέον, χρησιμοποιώντας τα αρχεία σταλαγμιτών ως αναφορά, οι επιστήμονες μπορούν να δουν πόσο καλά ταιριάζει ένα κλιματικό μοντέλο με τα αρχεία των τελευταίων δεκαετιών και να προβλέψουν την κλιματική αλλαγή στις επόμενες λίγες.

«Τα αρχεία παλαιοκλίματος του πρόσφατου παρελθόντος είναι ιδιαίτερα χρήσιμα σε απομακρυσμένες περιοχές, όπου τα δεδομένα οργάνων από μετεωρολογικούς σταθμούς είναι είτε αραιά είτε λιγότερο αξιόπιστα, λόγω δυσκολιών στην εκτέλεση μετρήσεων σε δύσκολα περιβάλλοντα», λέει ο Baker.

«Μας βοηθούν επίσης να κατανοήσουμε τη φυσική μεταβλητότητα στο κλιματικό σύστημα και να τοποθετήσουμε τις αλλαγές που παρατηρούμε σε ένα μακροπρόθεσμο πλαίσιο. Συχνά αυτό μας επιτρέπει να πάμε ένα βήμα παραπέρα και να διαπιστώσουμε εάν αυτές οι αλλαγές είναι πέρα ​​από τη φυσική μεταβλητότητα του πρόσφατου παρελθόντος και αντ' αυτού καθοδηγούνται από ανθρώπινες δραστηριότητες."

Πίσω μέσα στο σύστημα των σπηλαίων Dark Star, ο Langford και οι συνεργάτες του είχαν την αποστολή να χαρτογραφήσουν αχαρτογράφητο έδαφος και να δημιουργήσουν ένα νέο στρατόπεδο βάσης. Η αποστολή είχε ήδη στήσει ένα σε βάθος 450 μέτρων, αλλά αναζητούσαν ένα καλό σημείο πιο βαθιά κάτω από τη γη.

Πέρασαν πέντε ημέρες εξερευνώντας περάσματα, σκοντάφτοντας σε νέους θαλάμους και τοπογραφώντας – χρησιμοποιώντας δυστόμετρα λέιζερ για να κάνουν μετρήσεις, τα οποία στη συνέχεια τροφοδοτήθηκαν σε ένα tablet για να δημιουργήσουν χάρτες. Όταν τα περάσματα έγιναν πολύ στενά, η ομάδα χρησιμοποίησε τις μηχανικές της δεξιότητες για να «τσιμπήσει» τον βράχο και να τους κάνει κλασματικά πιο φαρδύτερους. Η επιμονή τους απέδωσε και βρήκαν ένα σημείο 800 μέτρα πιο κάτω, με παροχή νερού και αρκετά επίπεδο για να στήσουν σκηνές.

Βαθιά μέσα στο σύστημα των σπηλαίων δεν υπάρχει φυσικό φως, επομένως θα ήταν εύκολο να χάσετε την αίσθηση του χρόνου. Οι εξερευνητές τείνουν να διατηρούν τον ίδιο χρόνο όπως στην επιφάνεια. Όσον αφορά το φαγητό, ο καθένας που βρίσκεται κάτω από το έδαφος μαγειρεύει μόνος του.

Το νερό είναι έτοιμο και οι σπηλαιολόγοι πίνουν απευθείας από ρυάκια στο Dark Star. Σε συστήματα σπηλαίων αλλού, το νερό πρέπει συχνά να βράζεται για να γίνει πόσιμο, καθώς οι κατασκηνώσεις βάσης μπορεί να βρίσκονται το ένα κάτω από το άλλο και το νερό που ρέει προς τα κάτω μολύνεται από την «τουαλέτα» πάνω.

Ένα θέμα στο Dark Star είναι το κρύο. Η υποθερμία είναι ένα πρόβλημα και μπορεί να χτυπήσει πολύ γρήγορα. «Εξω μπορεί να είναι 20°C και μέσα κοντά στο μηδέν», λέει ο Λάνγκφορντ. «Πρέπει να είσαι έτοιμος να δουλέψεις πολύ γρήγορα ενάντια στο κρύο. Και, όταν δεν εργάζεστε, μπορεί να κρυώσετε πολύ τη νύχτα. Εάν η υπόγεια κατασκήνωση βάσης είναι γεμάτη - ας πούμε, πέντε άτομα - τότε τέλεια, είστε ζεστοί. Αλλά αν είναι μόνο τρία άτομα, χρειάζεστε έναν καλό υπνόσακο."

Για μερικούς ανθρώπους, μια τέτοια περιπέτεια μπορεί να ακούγεται συναρπαστική. Σε άλλους, η ιδέα του ύπνου σε χαμηλές θερμοκρασίες και να στριμώχνεσαι σε στενά περάσματα μπορεί να ακούγεται απολιθωτική. Εξάλλου, υπάρχουν ιστορίες τρόμου με σπηλαιολόγους που χάνονται και δεν τους ξαναδούν ποτέ. Καμία τέτοια μοίρα δεν έχει συμβεί σε κανένα μέλος της αποστολής που μπήκε στο Dark Star – ή, τουλάχιστον, όχι ακόμα.

Αλλά ο Λάνγκφορντ λέει ότι οι περισσότεροι σπηλαιολόγοι είναι σαν αυτόν και δεν νευριάζουν ποτέ για μια αποστολή:«Ειλικρινά, είμαι πολύ συγκεντρωμένος σε αυτό. Δεν σκέφτομαι την πιθανότητα να τραυματιστώ ή να χαθώ ή κάτι τέτοιο. Απλώς ακολουθώ την αποστολή. Χρειάζεστε συναδέλφους στους οποίους μπορείτε να βασιστείτε κατά την εξερεύνηση για να σας βοηθήσουν αν βρεθείτε σε μια δύσκολη κατάσταση. Και χρειάζεστε κάποιον με τον οποίο θα μοιραστείτε την εμπειρία σας – κάποιον με τον οποίο θα συνομιλήσετε το βράδυ. Μια αποστολή σπηλαίων είναι μια πραγματικά κοινωνική εμπειρία.»

Οι ειδικοί πιστεύουν ότι απομένουν πολλά ακόμα να εξερευνήσετε και να ανακαλύψετε στα κρυμμένα βάθη του Dark Star. Ίσως μια μέρα πάρει ακόμη και τον τίτλο του βαθύτερου σπηλαίου στον κόσμο από τον σημερινό κάτοχό του, το σπήλαιο Veryovkina βάθους 2.212 μέτρων στη Γεωργία.

Αλλά το μεγαλύτερο έπαθλο από το παγκόσμιο ρεκόρ είναι η απόκτηση ανεκτίμητων παλαιοκλιματικών ρεκόρ από οποιοδήποτε από τα σπήλαια της περιοχής. Όπως λέει ο Breitenbach:«Έχουμε ακόμα τόσες πολλές ερωτήσεις να απαντήσουμε και κενά στο κλιματικό μας αρχείο. Πρέπει να επιστρέψουμε στην περιοχή γιατί ορισμένα δείγματα δεν καλύπτουν σημαντικά χρονικά διαστήματα. Ολόκληρη η οροσειρά Baisun-Tau μπορεί να γίνει πυλώνας για την ανασυγκρότηση του παλαιοκλίματος.»

Πράγματι, τα αρχεία παλαιοκλίματος είναι ζωτικής σημασίας για την κατανόηση της περασμένης κλιματικής μεταβλητότητας και είναι το κλειδί για την πρόβλεψη της μελλοντικής κλιματικής αλλαγής. Οι ζωές τόσων πολλών εξαρτώνται από αυτό.

• Αυτό το άρθρο εμφανίστηκε για πρώτη φορά στο τεύχος 362 του BBC Science Focus Magazine – μάθετε πώς να εγγραφείτε εδώ

Διαβάστε περισσότερα σχετικά με το μέλλον της εξερεύνησης:

• Διαστημικό τηλεσκόπιο Τζέιμς Γουέμπ:Εντός των δοκιμών υψηλού κινδύνου του διαδόχου του Hubble, αξίας 7,2 δισεκατομμυρίων λιρών
• Βουνά βαθέων υδάτων:τα ανεξερεύνητα οικοσυστήματα της Γης που βρίθουν από ζωή
• Πώς οι επιστήμονες χρησιμοποιούν την κοσμική ακτινοβολία για να κρυφοκοιτάξουν μέσα στις πυραμίδες
• Πώς θα επιστρέψει η ανθρωπότητα στη Σελήνη:Το μέλλον της εξερεύνησης της Σελήνης