Erosional Pleistocene kystlinjer i Surprise Valley, Californien, USA. Kredit:Anne Egger
Kampesten, Colo., USA:Rester af søer, der forlængst er uddøde, spreder landskabet i den amerikanske ørken mod vest. Disse fossiliserede landformer giver fingerpeg om, hvor dynamisk klimaet har været i løbet af de sidste par millioner år.
Identifikation af gamle søkysttræk begyndte med tidlige opdagelsesrejsende af kontinentet. De første detaljerede undersøgelser blev udført af banebrydende amerikanske geologer som G.K. Gilbert og I.C. Russell i slutningen af 1800-tallet, som studerede Lake Bonneville, nu resterne af Great Salt Lake i Utah, og Lake Lahonton, beliggende i det nordvestlige Nevada.
Gennem denne lange historie med at studere fossile kystlinjer og søsedimenter, vi ved, at disse søer eksisterede i to perioder med forskellige miljøforhold i den geologisk nære fortid. Den første var under istidsmaksima, som den sidste istid, 14 til 30 tusind år siden, da de globale temperaturer var 4 til 6 grader koldere og kontinentale iskapper udvidede sig til det kontinentale USA.
Den anden tidsperiode var omkring tre millioner år siden i midten af Pliocæn-epoken – et globalt klima præget af varmere temperaturer og atmosfæriske CO2-niveauer, der nogenlunde svarer til nutidens værdier, hvilket har fået mange forskere til at se Pliocen som en potentiel analog til fremtidige klimaændringer.
Kystlinjer af søen Bonneville langs Oquirrh-bjergene, Utah, USA. (H.H. Nichols [kunstner] og G.K. Gilbert, i Gilbert, 1884). Kredit:H.H. Nichols [kunstner] og G.K. Gilbert, i Gilbert, 1884. Offentlig ejendom.
Disse observationer fører til et vigtigt spørgsmål, siger studiets hovedforfatter, Daniel Ibarra, "Hvorfor er der søsystemer under både koldere og varmere klimaer, men ikke i dag?" Af særlig interesse, han siger, er tilstedeværelsen af søer under varmere forhold, hvilken, under et "vådt bliver vådere, tørt bliver tørrere" paradigme, går imod fremskrivninger af fremtidig opvarmning.
For at besvare dette spørgsmål, Ibarra og kolleger så på de konkurrerende påvirkninger af temperatur og nedbør, og hvordan de kombineres for at tillade eksistensen af søer under disse dobbelte klimatilstande.
Forfatterne har samlet beviser for, og skabte modeller af, søer i både koldere og varmere end moderne perioder af Pliocæn-Pleistocæn (de sidste 5 millioner år). I koldere istider, de fandt ud af, at øget nedbør og nedsat fordampning kombineret for at danne store søer, der besatte de indadgående drænende bassiner i det vestlige USA, især i det nordlige Nevada og Utah.
Øget nedbør drev også dannelsen af søer, især i det sydlige Nevada og det sydlige Californien under det varmere midterste Pliocæn, overgå højere temperaturer og fordampningshastigheder i løbet af den tid. Denne stigning i nedbør under den midterste pliocæn og dominerende sydvestlige fordeling af søaflejringer svarer til nedbørsmønstret i moderne El Niño-år, bekræfter tidligere hypoteser for gennemsnitlige "El Niño-lignende" forhold under midten af Pliocæn.
Holdets tværfaglige tilgang forklarer de forhold, der driver søsystemer i regioner på midten af breddegrader i dag og over den geologiske fortid. Yderligere, bemærker Ibarra, "Dette arbejde illustrerer vigtigheden af at forstå, hvordan El Niño Southern Oscillation driver nedbørsmønstre i tørre områder, hvilket er vigtigt for fremtidens vandressourceplanlægning for det vestlige USA."