הלוגיסטיקה של כל פרויקט ליבה מורכבת מכיוון שלרוב קשה להגיע למיקומים הנדרשים, ואלה עשויים להיות סמוכים לקטבים. הפרויקטים הגדולים דורשים שנים של תכנון וביצוע, ובדרך כלל מתנהלים כקונסורציומים בינלאומיים. פרויקט EastGRIP, למשל, החל בשנת 2017 בקידוחים במזרח גרינלנד. הוא מנוהל על ידי המרכז לקרח ואקלים (מכון נילס בוהר, אוניברסיטת קופנהגן) בדנמרק, וכולל נציגים מ-12 מדינות בוועדה המנחה. במהלך עונת קידוחים, עשרות אנשים עובדים במחנה, ותמיכה לוגיסטית כוללת הובלה אווירית המסופקת על ידי המשמר הלאומי האמריקני באמצעות מטוסי תובלה מסוג הרקולס בבעלות הקרן הלאומית למדע. בשנת 2015 העביר צוות EastGRIP מתקני מחנה מ-NEEM, אתר קידוח קודם בליבת קרח בגרינלנד, לאתר EastGRIP. הקידוחים היו צפויים להימשך עד 2020 לפחות, אך עם פרוץ מגפת הקורונה נדחה סיומם למועד לא ידוע. עונת הקידוחים 2021 בוטלה עקב המגפה.
עיבוד ליבה.
יש הבדלים מסוימים בין פרויקט לפרויקט, אך הצעדים הבאים חייבים להתרחש בין קידוח לאחסון סופי של ליבת הקרח.
המקדחה מסירה טבעת קרח סביב הליבה אך אינה חותכת תחתיה. זרוע מנוף קפיצית הנקראת כלב ליבה (core dog) יכולה לשבור את הליבה ולהחזיק אותה במקומה בזמן שהיא מובאת לפני השטח. לאחר מכן מחלצים את הליבה מחבית המקדחה, בדרך כלל על ידי ההנחה שלה באופן שטוח כך שהליבה תוכל להחליק החוצה אל משטח מוכן. יש לנקות את הליבה מנוזל קידוח כשהיא מחליקה החוצה. עבור פרויקט הליבה של WAIS Divide הוקמה מערכת שאיבה. המשטח שמקבל את הליבה צריך להיות מיושר בצורה מדויקת ככל האפשר בהתאמה לחבית המקדחה כדי למזער את הלחץ המכני על הליבה, אשר יכולה להישבר בקלות. טמפרטורת הסביבה נשמרת הרבה מתחת לקפאון, כדי למנוע הלם תרמי.
יומן נשמר ובו מידע אודות הליבה, כולל אורכה והעומק ממנו נשלפה, וניתן לסמן את הליבה כדי להציג את כיוונה. בדרך כלל היא נחתכת לחלקים קצרים יותר. האורך הסטנדרטי בארצות הברית הוא מטר אחד. לאחר מכן מאחסנים את הליבות באתר, בדרך כלל בחלל מתחת לגובה השלג כדי לפשט את תחזוקת הטמפרטורה, אם כי ניתן להשתמש בקירור נוסף. אם יש להסיר נוזל קידוח נוסף, ייתכן ויינשף אוויר מעל הליבות. כל הדגימות הדרושות לניתוח ראשוני נלקחות. הליבה נארזת לאחר מכן, לעיתים קרובות בפוליאתילן, ומאוחסנת למשלוח. אז נוספת אריזה נוספת, כולל חומר ריפוד. כאשר מועברות הליבות מאתר הקידוח, סיפון הטיסה של המטוס אינו מחומם כדי לסייע בשמירה על טמפרטורה נמוכה; כאשר הן מועברות באנייה עליהן להישמר ביחידת קירור.
ישנם מספר אתרים ברחבי העולם המאחסנים ליבות קרח, כגון המעבדה הלאומית לליבת קרח (National Ice Core Laboratory) בארצות הברית. מיקומים אלה מאפשרים זמינות של דגימות לבדיקה. חלק ניכר מכל ליבה מאוחסן לניתוחים עתידיים.
קרח פריך.
מעל טווח עומק המכונה "אזור הקרח הפריך" נכלאות בועות אוויר בקרח בלחץ גדול. כאשר מביאים את הליבה לפני השטח, הבועות יכולות להפעיל לחץ העולה על חוזק המתיחה של הקרח, וכתוצאה מכך נוצרים סדקים ורסיסים. בעומקים גדולים יותר האוויר נעלם לתוך סריגים (clathrates) והקרח הופך להיות יציב שוב. באתר WAIS Divide, אזור הקרח הפריך היה מעומק 520 מ' עד עומק 1,340 מ'.
אזור הקרח הפריך בדרך כלל מספק דגימות באיכות ירודה יותר מאשר שאר חלקי הליבה. ניתן לנקוט כמה צעדים כדי להקל על הבעיה. ניתן למקם כלי עזר בתוך חבית המקדחה כדי לסגור את הליבה לפני העלאתה לפני השטח, אך הדבר מקשה על ניקוי נוזל הקידוח. בקידוח מינרלים, מכונות מיוחדות יכולות להעלות דגימות ליבה אל פני השטח בלחץ, אך זה יקר מדי למיקומים הבלתי נגישים של רוב אתרי הקידוח. שמירה על מתקני העיבוד בטמפרטורות נמוכות מאוד מגבילה זעזועים תרמיים. ליבות שבירות ביותר על פני השטח, ולכן גישה אחרת היא לפרק אותם לאורך של 1 מ' בחור. הכנסת הליבה מקנה המקדחה לרשת עוזרת לשמור עליה מגובשת אם היא מתנפצת. לעיתים קרובות מניחים ליבות שבירות לנוח באחסון באתר המקדחה למשך זמן מה, עד שנה שלמה בין עונות הקידוח, כדי לתת לקרח לשחרר לחץ בהדרגה.
מידע מליבת הקרח.
תיארוך.
סוגים רבים ושונים של ניתוחים מבוצעים על ליבות קרח, כולל ספירת שכבות חזותית, בדיקות מוליכות חשמלית ותכונות פיזיקליות, ומבחני הכללת גזים, חלקיקים, רדיונוקלידים (Radionuclide) וצורונים כימיים מולקולריים שונים. כדי שתוצאות בדיקות אלה יהיו שימושיות בשחזור של סביבות קדומות (palaeoenvironments), צריכה להיות דרך לקבוע את הקשר בין עומק הקרח וגילו. הגישה הפשוטה ביותר היא לספור שכבות קרח התואמות את שכבות השלג השנתיות המקוריות, אך זה לא תמיד אפשרי. חלופה היא לדגם את הצטברות הקרח ואת זרימתו כדי לחזות כמה זמן לוקח לשלג שירד להגיע לעומק מסוים. שיטה נוספת היא לתאם רדיונוקלידים או ליצור תואם (קורלציה) בין גזים אטמוספיריים ולוחות זמנים אחרים כגון מחזוריות באלמנטי המסלול של כדור הארץ.
קושי נוסף בתארוך ליבת קרח הוא בכך שגזים יכולים לעבור פעפוע בשכבת הקרח (firn), ולכן הקרח בעומק נתון עשוי להיות עתיק באופן משמעותי יותר מאשר הגזים הלכודים בתוכו. כתוצאה מכך ישנן שתי כרונולוגיות לליבת קרח נתונה: אחת לקרח ואחת לגזים הכלואים. כדי לקבוע את הקשר בין השניים, פותחו מודלים לגבי העומק שבו נלכדים גזים במיקום נתון, אך תחזיותיהם לא תמיד הוכיחו אמינות. במקומות עם ירידת שלגים מעטה מאוד, כמו ווסטוק, חוסר הוודאות לגבי ההבדל בין גילאי קרח וגז יכול להיות בטווח של מעל 1,000 שנה.
הצפיפות והגודל של הבועות שנלכדו בקרח מספקים אינדיקציה לגודל הגביש בזמן שנוצרו. גודל הגביש קשור לקצב הגדילה שלו, קצב אשר בתורו תלוי בטמפרטורה, כך שניתן לשלב את תכונות הבועות עם מידע על קצב הצטברות וצפיפות שכבת הקרח (firn) כדי לחשב את הטמפרטורה בה נוצרה השכבה.
ניתן להשתמש בתיארוך פחמן-14 על הפחמן בתוך הפחמן הדו-חמצני () הכלוא. בשכבות הקרח בקוטב יש בערך 15–20 µg של פחמן בצורה של בכל קילוגרם קרח, וייתכנו גם חלקיקי קרבונט מאבק שנישא ברוח (לס). ניתן לבודד את הפחמן הדו-חמצני באמצעות ביצוע תהליך של סובלימציה - המראה - של הקרח בחלל ריק, תוך שמירה על טמפרטורה נמוכה מספיק כדי למנוע מהלס לאבד פחמן. יש לעשות תיקון של התוצאות באופן שמתחשב בנוכחות (פחמן 14) המיוצר ישירות בקרח על ידי קרניים קוסמיות, וכמות התיקון תלויה מאוד במיקום ליבת הקרח. תיקונים ל- בבדיקות גרעיניות משפיעים פחות על התוצאות. פחמן בחומר חלקיקי ניתן לתארוך גם על ידי הפרדה ובדיקה של הרכיבים האורגניים המסיסים-במים שבאבק. הכמויות הקטנות מאוד שבדרך כלל נמצאו דורשות שימוש ב-300 גרם קרח לפחות, מה שמגביל את יכולת הטכניקה לקבוע גיל במדויק לליבה עמוקה.
בדרך כלל ניתן לסנכרן לוחות זמנים של ליבות קרח מאותו חצי כדור באמצעות שכבות הכוללות חומר מאירועים וולקניים. קשה יותר לחבר את לוחות הזמנים בהמיספרות שונות. ניתן לזהות את אירוע לשמפ (Laschamp event), המהפך הגאומגנטי (Geomagnetic excursion) שחל לפני כ-40,000 שנה. הרחק מאותה נקודה, מדידות של גזים כגון (מתאן) ניתנות לשימוש לשם חיבור הכרונולוגיה של ליבת גרינלנד (למשל) עם ליבת אנטארקטיקה. במקרים בהם הטפרה הוולקנית שזורה בקרח, ניתן לתארך אותה בתארוך ארגון-ארגון (Argon–argon dating) וכך לספק נקודות קבועות לתארוך הקרח. תארוך אורניום-תוריום שימש גם הוא לתארוך ליבות קרח. גישה נוספת היא להשתמש בטכניקות הסתברות בייסיאנית כדי למצוא את השילוב האופטימלי של מספר תיעודים בלתי תלויים. גישה זו פותחה בשנת 2010 ומאז הפכה לכלי תוכנה, דייטאייס (DatIce).
הגבול בין אירוע ההכחדה של הרביעון (Quaternary extinction event) לבין ההולוקן, לפני כ-11,700 שנה, מוגדר כעת רשמית בהתייחס לנתונים הידועים לגבי ליבות קרח גרינלנד. הגדרות פורמליות של גבולות סטרטיגרפיים מאפשרות למדענים במקומות שונים לתאם את ממצאיהם. לרוב מדובר בתיעוד מאובנים, שאינם קיימים בליבות קרח, אך לליבות יש מידע פליאוקלימטי מדויק שמאפשר ליצור תיאום מקורב בין תיעוד זה לבין תיעוד מאירועי אקלים אחרים.
תיארוך שכבות הקרח הוכיח את עצמו כמרכיב מרכזי בתארוך אירועים פליאוקלימטיים. לדברי הגאולוג ריצ'רד אלי (Richard Alley), "במובנים רבים, ליבות קרח הן 'אבני הרוזטה' המאפשרות פיתוח רשת עולמית של רשומות פליאוקלימטיות מתוארכות באופן מדויק תוך שימוש בגילאים הטובים ביותר שנקבעו בכל מקום על פני כדור הארץ".
מייקל מאן, מלקולם יוז ובראדלי ריימונד שחזרו את הטמפרטורה העולמית ב־2,000 השנה האחרונות באמצעות עדויות שנאספו מטבעות עצים וליבות קרח ויצרו את הגרף המכונה "גרף מקל ההוקי".
ניתוח חזותי.
השכבות בליבות נראות לעין. הן תואמות למשקעי שלג שנתיים באתר הליבה. אם זוג בורות נחפר בשלג טרי עם קיר דק ביניהם ואחד מהבורות מקורה, צופה בבור המקורה יראה את השכבות שנחשפות באור השמש. בור בעמק של מטר וחצי עשוי להראות החל משנת שלג ועד מספר שנים של שלג, תלוי במיקום. מוטות שנותרו בשלג משנה לשנה מראים את כמות השלג המצטבר מדי שנה, וכך ניתן לוודא שהשכבה הנראית בבור השלג תואמת ירידת שלג של שנה אחת.