Ein Mann mit Hut und warmer Kleidung steckt einen silbernen Zylinder in ein riesiges Regal mit ähnlichen Behältern.

Maailma suurim jääsüdamiku arhiiv saab uuenduse: selle jahutussüsteem lülitub keelatud jahutusvedelikelt, mis võivad kahjustada osoonikihti, keskkonnasõbralikumale tehnoloogiale.

"Ülim Külmutusagensi vahetus osooni säästvate lahenduste kaudu on väga oluline, juriidiliselt ajendatud probleem,” ütleb Austraaliast Hobartist pärit kliimateadlane Tas van Ommen, kes on jäätuumateaduste rahvusvahelise partnerluse kaasesimees.

Jäätise kuulsused

USA riikliku teadusfondi jääsüdamike rajatis (NSF-ICF) Denveris, Colorado, hoiab umbes 25 000 meetrit jääsüdamike, mis kõik on puuritud NSF-i rahastamisel alates rajatise avamisest 1993. aastal. See hõlmab ka Vostoki jaama südamikku Antarktikas. 1, mis hoidis vanima pideva jää rekordit kuni 2000. aastate alguseni, samuti Antarktika Allani mägede uusi südamikke, mis sisaldavad vanimat eales kaevandatud jääd ja on miljoneid aastaid vanad. "Need on kuum kaup," ütleb rajatise kuraator Curt LaBombard.

Sellised südamikud sisaldavad kinni jäänud õhk, osakesed ja keemilised isotoobid, mis annavad vihjeid varasemale atmosfääri koostisele ja temperatuurid ning sündmused, nagu vulkaanipursked. Kogutud südamikud lõigatakse tavaliselt osadeks, mõned osad analüüsivad teadlased ja teised salvestatakse arhiivi hilisemaks uurimiseks.

Denveri arhiivi 1500 kuupmeetrist sügavkülmikut hoitakse külmas –36ºC. Nagu paljud 1990ndatel ehitatud kodumajapidamises kasutatavad külmikud ja kliimaseadmed, põhineb see külmutusagensil, mida nimetatakse hüdroklorofluorosüsivesinikuks (HCFC).

Keelatud jahutusvedelikud

HCFC-de lekkimine tootmisrajatistest või seadmetest võib hävitada Maa kaitsva osoonikihi. Seetõttu tahetakse nagu nende veelgi hävitavamad järeltulijad, klooritud süsivesinikud (CFC), keelustati HCFC-d järk-järgult. 1987. aastal vastu võetud Montreali protokolliga osoonikihi päästmiseks keelustati uus HCFC tootmine pärast 2020. aastat jõukates riikides ja pärast 2030. aastat vaesemates riikides.

Seetõttu kasutavad paljud uuemad külmikud ja kliimaseadmed hoopis fluorosüsivesinikke (HFC-d), mis on osoonikihi jaoks palju vähem problemaatilised kui HCFC-d, kuid võivad olla võimsad kasvuhoonegaasid – kuni 15 000 korda tugevam kui süsihappegaas. Veel kaks suurt jääsüdamiku arhiivi, Kanada Ice Core Lab Alberta ülikoolis Edmontonis ja Euroopa jääsüdamiku hoidla Alfred Wegeneri instituudis Saksamaal Bremerhavenis, kasutavad HFC-sid.

Kuid HFC-d kaotatakse järk-järgult ka Montreali protokolli 2016. aasta muudatuse alusel, jättes keemikud ja ettevõtted otsima "asendajaid", ütleb Mark McLinden, kes uurib külmutusaineid USA riiklikus standardite ja tehnoloogia instituudis Colorados Boulderis.

Demonteerimiseeskirjad kehtivad uutele seadmetele, mitte olemasolevatele, kuid LaBombard ütleb, et NSF-i rajatise operaatorid leidsid, et on aeg uuendada. Aastakümneid vana sügavkülmik on ebaefektiivne, selle tarkvara on aegunud ning hooldus- ja remondikulud kasvavad, ütleb renoveerimist juhtiv NSF-i Antarktika maateaduste programmijuht Michael Jackson..

Tulevikukindel külmutusagens

Osoonikihti mittekahjustavate ja vähem tugevatoimeliste kasvuhoonegaasidena kasutatavate külmutusagensite asendusvariandid on hüdrofluoroolefiinid, propaan, ammoniaak ja CO2. Kõigil on oma eelised ja puudused, sealhulgas see, et mõned on mürgised või tuleohtlikud. Teine suur jääsüdamiku maardla Jaapanis kasutab ammoniaaki. Denveri arhiivi rajatiste juhid on omaks võtnud "transkriitilise" CO2mis võivad käituda samaaegselt gaasi ja vedelikuna – üha populaarsemaks muutuv valik tõhusate kaubanduslike jahutussüsteemide jaoks. Jackson ütleb, et CO2, kuigi see on kasvuhoonegaas, on mittesüttiv ja "madalatel töötemperatuuridel tõhusam", lisades, et "seda on raske kvantifitseerida, kuid CO2"tundub olevat kõige tulevikukindlam madalatemperatuuriline külmutusagens".

Töö uue NSF-i sügavkülmikuga peaks algama augustis ja lõppema 2026. aasta esimeses kvartalis.

Erinevad ülikoolid hoiavad oma jääsüdamikke väiksemates külmhoonetes. Mõned jälgivad huviga, kuidas NSF-ICF renoveerimine läheb, sest ka nemad peavad välja vahetama aegunud külmutusagensid. "Oleme samas paadis," ütleb Columbuse Ohio osariigi ülikooli paleoklimatoloog Ellen Mosley-Thompson. LaBombard ütleb, et Denveri meeskond on valmis ja valmis teisi aitama.“Oleme abi pakkunud ja tahaksime oma kogemusi jagada,” räägib ta.