Fossiliseret plantebladvoks giver et nyt værktøj til at forstå gamle klimaer

Ny forskning, udgivet i Videnskabelige rapporter , har skitseret en ny metode til at estimere ældgammelt atmosfærisk vandindhold baseret på fossile plantebladvoks.

Når Jordens overflade og atmosfære bliver varm, mængden af ​​fugt - vanddamp - i atmosfæren vil stige. At forstå størrelsen på denne stigning er vigtig for at forudsige fremtidige klimaer, da vanddamp er en betydelig drivhusgas. Atmosfærisk fugtindhold påvirker også mønstrene og intensiteten af ​​nedbørshændelser.

Forholdet mellem temperatur og fugtindhold kan udforskes ved undersøgelse af intervaller i Jordens historie, når klimaer er betydeligt varmere end dem, der ses i moderne tid, hvilket nødvendiggør en metode til at estimere gammelt atmosfærisk fugtindhold.

Dr. Yvette Eley, fra University of Birmingham, forklaret, "Hvis vi vil forstå, hvordan Jorden ville fungere med et klima, der er væsentligt varmere end i dag, vi er nødt til at studere intervaller millioner af år tidligere - gjort det svært, fordi disse varme klimaer er meget ældre end vores ældste klimaregistre fra antarktiske iskerner (mindre end en million år gamle). "

At prøve at forstå klimaegenskaber relateret til atmosfæren - som nedbør og atmosfærisk fugtindhold - i så gammel tid er meget udfordrende. Eksisterende metoder, ved hjælp af calciumcarbonatbeton, der dannes i jord, eller kemien af ​​forstenede pattedyrstænder, er begge hæmmet af deres relative sjældenhed i gamle sedimenter.

Dr Eley tilføjede, "Vores nye tilgang til kvantificering af gammelt atmosfærisk fugtindhold er afhængig af plantens blade, og hvordan de ændrer deres beskyttende voksagtige belægninger som reaktion på vandstress. Disse bladvoks er hårde og modstandsdygtige, og findes regelmæssigt som det, vi kalder biomarkørforbindelser i gammel flod, sø og endda marine sedimenter. "

En metode til at estimere gammelt fugtindhold baseret på disse plantevoksforbindelser overvinder begrænsningerne af andre metoder, fordi plantevoks almindeligvis findes i jord og sedimenter, der strækker sig tiere eller endda hundredvis af millioner af år og på tværs af mange miljøer.

Gyldigheden af ​​dette nye værktøj blev bevist i undersøgelser af moderne jordbund i hele USA og Mellemamerika, udført af forskerholdet af lektor Michael Hren i Center for Integrative Geosciences ved University of Connecticut. Disse undersøgelser viste et klart forhold mellem kemien i disse voksagtige forbindelser og mængden af ​​fugt i atmosfæren.

"Det, vi ser, er, at fordelingen af ​​organiske forbindelser bevaret i jord synes at være stærkt relateret til forskellen mellem, hvor meget vand der er i en luftmasse, og hvor meget luftmassen kan rumme, eller det, der kaldes damptrykunderskuddet, "siger dr. Hren.

Eley og Hren anvendte derefter deres nye proxy for at rekonstruere atmosfærisk fugtindhold i Mellem Spanien i et interval for 15 til 17 millioner år siden.

Selvom det konsekvent er meget varmere end præindustrielle forhold, dette interval markerer et af de afkølende trin, der førte til udviklingen af ​​den moderne verden. De nye data bekræfter forventningerne til klimamodeller, at atmosfærisk køling er koblet til mindre atmosfærisk fugt. De rekonstruerede ændringer i luftfugtigheden stemmer også overens med resultaterne fra andre uafhængige fuldmagter, der bruges til at undersøge ændringer i temperatur og nedbør i regionen.

Dr Eley sagde, "Dette giver os tillid til, at vores proxy fungerer, og vi har al mulig grund til at tro, at det vil gøre det for fremtidig udforskning af den endnu dybere fortid. Vi håber, at resultaterne af denne undersøgelse vil give direkte data for at teste vores forståelse af forholdet mellem global opvarmning, atmosfærisk fugtindhold og nedbørssystemer. "