Antarktika ve Grönland'ın geniş buz örtüleri, kalınlığı birkaç kilometreye ulaşan dev buz kütlelerinden oluşur. Bu buz örtüleri, yüz binlerce yıl boyunca her yıl yağan karın birikerek sıkışmasıyla oluşmuştur. Her yıl yağan kar, bir önceki yılın karının üzerine bir katman olarak eklenir. Zamanla üstteki katmanların ağırlığı, alttaki karı sıkıştırarak buza dönüştürür. Bu süreç, buz örtülerini gezegenimizin geçmiş iklimine ilişkin bilgileri saklayan eşsiz bir arşive dönüştürür.

Bilim insanları, bu arşive ulaşmak için buz örtülerinin derinliklerine doğru sondaj yapar. Özel matkaplar kullanılarak buzun içinden, birkaç santimetre çapında ve kilometrelerce uzunlukta silindir biçimli buz örnekleri çıkarılır. Bu örneklere buzul çekirdeği adı verilir. Çekirdekler, birkaç metrelik parçalar hâlinde yüzeye çıkarılır, dikkatle etiketlenir ve donmuş hâlde laboratuvarlara taşınır. Antarktika'da yapılan bazı sondajlar, üç kilometreden daha derine inerek yaklaşık sekiz yüz bin yıllık bir geçmişi kapsayan buz örneklerine ulaşmıştır.

Buzul çekirdekleri, ağaçların yıllık halkalarına benzer biçimde okunabilir. Özellikle kar yağışının bol olduğu bölgelerde, yaz ve kış aylarında yağan karın özellikleri farklı olduğu için buzun içinde yıllık katmanlar ayırt edilebilir. Bilim insanları bu katmanları sayarak buzun yaşını belirleyebilir. Daha derin ve sıkışmış katmanlarda yıllık halkalar ayırt edilemez hâle geldiğinde ise buzun akışına ilişkin modeller ve diğer yöntemler kullanılır. Bazı katmanlarda bulunan volkanik kül tabakaları, bilinen yanardağ patlamalarıyla eşleştirilerek tarihlemenin doğruluğunu sınamak için kullanılır.

Buzul çekirdeklerinin en değerli özelliklerinden biri, geçmişin havasını içlerinde saklamalarıdır. Kar sıkışarak buza dönüşürken, kar taneleri arasındaki hava küçük kabarcıklar hâlinde buzun içinde hapsolur. Bu kabarcıklar, binlerce yıl önceki atmosferin gerçek örnekleridir. Bilim insanları bu kabarcıkları dikkatle çıkararak içlerindeki havayı analiz edebilir. Böylece geçmişte atmosferdeki karbondioksit ve metan gibi sera gazlarının miktarı doğrudan ölçülebilir. Bu, geçmişin havasını solumak gibidir.

Buzun kendisi de geçmiş sıcaklıklar hakkında bilgi verir. Su molekülleri, farklı ağırlıktaki oksijen ve hidrojen atomlarını içerebilir. Bu atomlara izotop adı verilir. Kar yağışındaki ağır ve hafif izotopların oranı, karın yağdığı dönemdeki sıcaklıkla ilişkilidir. Soğuk dönemlerde yağan kar, ağır izotoplar bakımından daha fakirdir. Bilim insanları, buzun her katmanındaki izotop oranlarını ölçerek o dönemdeki sıcaklığı tahmin edebilir. Böylece yüz binlerce yıl geriye uzanan ayrıntılı bir sıcaklık kaydı elde edilir.

Buzul çekirdeklerinden elde edilen veriler, iklim biliminin en önemli bulgularından bazılarını ortaya koymuştur. Bu veriler, geçmiş sekiz yüz bin yıl boyunca Dünya'nın buzul dönemleri ile ılık dönemler arasında düzenli olarak gidip geldiğini göstermektedir. Daha da önemlisi, sıcaklık ile atmosferdeki karbondioksit miktarı arasında son derece sıkı bir ilişki bulunduğunu ortaya koymaktadır. Ilık dönemlerde karbondioksit miktarı yüksek, soğuk dönemlerde ise düşüktür. Bu ilişki, karbondioksitin iklim üzerindeki etkisinin en güçlü kanıtlarından biridir.

Buzul çekirdekleri, bugünkü durumu geçmişle karşılaştırmamıza da olanak tanır. Geçmiş sekiz yüz bin yıl boyunca atmosferdeki karbondioksit miktarı belirli sınırlar içinde dalgalanmıştır. Ancak günümüzde atmosferdeki karbondioksit miktarı, bu sınırların çok üzerine çıkmıştır. Ayrıca bu artış, geçmişteki doğal değişimlerle karşılaştırıldığında son derece hızlı gerçekleşmektedir. Geçmişte binlerce yılda yaşanan değişimler, bugün yalnızca birkaç yüzyıl içinde yaşanmaktadır.

Buzul çekirdekleri, iklimin yanı sıra pek çok başka bilgiyi de saklar. Buzun içindeki toz miktarı, geçmişte rüzgârların ne kadar güçlü olduğu ve çöllerin ne kadar genişlediği hakkında bilgi verir. Volkanik kül ve kükürt tabakaları, geçmişteki büyük yanardağ patlamalarını kaydeder. Grönland'dan alınan buzul çekirdeklerinde, Roma İmparatorluğu döneminde yapılan madencilik etkinliklerine bağlı olarak artan kurşun kirliliğinin izleri bile tespit edilmiştir. Bu bulgu, insan etkinliklerinin binlerce yıl önce bile küresel ölçekte izler bıraktığını gösterir.

Buzul çekirdekleri, aynı zamanda geçmişte iklimin ani biçimde değişebildiğini de ortaya koymuştur. Grönland çekirdekleri, son buzul döneminde sıcaklıkların bazen yalnızca birkaç on yıl içinde birkaç derece değiştiğini göstermektedir. Bu bulgular, iklim sisteminin bazı koşullarda beklenmedik ve hızlı değişimler gösterebileceğini düşündürür.

Ne yazık ki bu değerli arşiv, iklim değişikliği nedeniyle tehdit altındadır. Bazı dağ buzulları hızla erimekte ve içlerinde sakladıkları bilgiler sonsuza kadar kaybolmaktadır. Bu nedenle bazı bilim insanları, dünyanın farklı bölgelerindeki dağ buzullarından alınan çekirdekleri, gelecek kuşakların araştırmaları için Antarktika'da özel bir buz deposunda saklama projesi başlatmıştır. Buzun hafızası, gezegenimizin geçmişini anlamak ve geleceğini öngörmek için korunması gereken eşsiz bir mirastır.