Graver i det arktiske mudder efter svar på klimaændringer

Arbejder fra en lille båd på det urolige søvand i det nordlige Canada, Sarah Crump, en palæoklimatolog, trækker en 5-fods mudderkerneprøve op fra den uforstyrrede søbund. Crump og hendes forskerhold arbejder med en følelse af, at det haster. Selv om sommeren, dårligt vejr kan hurtigt rykke ind. Og de skal altid være på vagt over for isbjørne.

Kendt som verdens "klimaændringsbarometer, " Arktis, som omfatter Baffin Island, er klasseværelse og laboratorium for Crump, en ph.d.-studerende i geologiske studier og en forsker ved Institute of Arctic and Alpine Research (INSTARR). Med fokus på palæoklima i Arktis, hun studerer tidligere klimaændringer, og hvordan de påvirkede gletsjere og økosystemer på Baffin Island.

Det barske landskab på Baffin Island, den femtestørste ø i verden, har dramatiske toppe, rullende tundra og gletsjere. Crump, som har udført feltarbejde på Baffin Island fem gange, har set isbjørne, arktiske ulve, Arktiske ræve, Grønlandshvaler og sæler. I midten af ​​august solen går kun ned kort, og selv da er det ikke helt mørkt.

Kemiske spor i sedimentkernerne giver en kontinuerlig registrering af aktivitet, der fandt sted omkring søerne gennem tusinder af år. Ved at sekventere plante-DNA direkte fra sedimentet, Crump kan bestemme, hvilke typer af vegetation der voksede der gennem tiden. Oplysningerne hjælper forskerne med at forstå, hvordan plantesamfund reagerede på tidligere klimaændringer. Det, at DNA'et er i selve mudderet, er det nye ved den nye teknik.

"Vi er interesserede i at lære og forudsige, hvad der kan ske i Arktis, når det varmes op i moderne tid, " sagde hun. "Vi ved allerede, at buske bevæger sig nordpå, men vi kender ikke kursen eller hvordan det vil se ud. Så, vi ser til fortiden for at informere om fremtiden."

Samarbejde mellem forskere fra andre discipliner giver Crump muligheder for at bruge nye teknikker til at analysere det gamle sediment. Crumps rådgiver, Gifford Miller, en INSTAAR-stipendiat og professor i geologiske videnskaber, har en kollega i Australien, der introducerede dem til at bruge gammelt DNA fra søsediment, at, indtil for nylig, havde ikke været meget brugt i palæoklimaundersøgelser. Lån teknikker fra molekylærbiologer, de kan præcist identificere satserne, størrelse og økologiske effekter af klimavariabilitet.

For at genskabe klimahistorien fra gamle sedimentoptegnelser, Crump arbejder med Julio Sepulveda, INSTAAR-stipendiat og professor i geologiske videnskaber, som byggede et state-of-the-art organisk geokemi laboratorium i bæredygtighed, Energy and Environment Community (SEEC) til at analysere sedimentprøver for nye klimaproxyer, som er bakterielle molekyler, der kan afsløre, hvordan temperaturerne var for århundreder – og endda årtusinder – siden.

"Vi får disse smukke øjebliksbilleder af plantesamfund over tid, " sagde Crump. "Omkring 7, 000 år siden på Baffin Island efter den sidste istid, gletschere trak sig tilbage, og det var varmere. Vi kan se, når visse plantearter dukker op, herunder træagtige buske, der var vigtige for økosystemet dengang. Alt, hvad vi har fundet, ligner de arktiske økosystemer i dag."

Mens deres forskning ikke er færdig, de første fund viser et typisk tundra-økosystem med dværgbuske, bær, vandvegetation og græsser.

"Dette laboratorium er en fantastisk ressource at have her [i SEEC-bygningen], " sagde Crump. "Det, vi håber at gøre, er at skabe en registrering af temperatur- og vegetationsændringer, der er synkroniseret for at få en præcis klimatisk kontekst for økosystemændringer. Det ville ikke have været muligt uden dette laboratorium. Der er så meget fedt, krydsbestøvning af ideer. Jeg arbejder også med Bartlett Science Communication Center i SEEC om sæsonens filmskabende aspekt. Der sker helt sikkert en masse god synergi her."

Dette var Crumps første tur, der førte et hold til Arktis, og hun planlagde omhyggeligt, hvilket udstyr hun skulle tage, da der ikke er nogen byggemarked til at købe en glemt vare.

"Feltarbejde har været en stærk oplevelse for mig, " sagde hun. "Jeg har fået selvtillid og uafhængighed, stoler på mig selv til at komme derud og finde ud af tingene. At komme ind i feltet holder mig motiveret. Jeg er heldig at arbejde i sådan en speciel, vigtigt sted. At forbinde mig med inuitterne, der bor der, holder mig fokuseret på, hvorfor vi udfører dette arbejde."