Forbindelse af havniveau og grundvand missing link i klimarespons

For omkring 250 millioner år siden, da Jorden ikke havde iskapper, og vandet omkring ækvator var for varmt til krybdyr, Havniveauet steg og faldt stadig over tid. Nu, et internationalt hold af forskere har udviklet en måde at spore stigning og fald i havniveauet og til at aflæse, hvad der forårsagede ændringerne i fraværet af iskapper.

"Dagens modeller antyder 0,3 til 2,5 meter (1 til 8 fod) havniveaustigning i løbet af det 21. århundrede, hovedsageligt på grund af iskappens smeltning og termisk ekspansion, " sagde Mingsong Li, postdoc i geovidenskab, Penn State. "Imidlertid, vi ved, at havniveauet svingede selv i tider, hvor der ikke var indlandsis på Jorden. Spørgsmålet er, hvad forårsagede udsvinget?"

Forskerne rapporterede i et nyligt nummer af Naturkommunikation at virkningerne af Jordens hældning på mængden af ​​vand i havene og i grundvandet er årsag til ændringerne i havniveauet i denne periode, det tidlige trias.

"Når havniveauet falder, grundvandsniveauet stiger, " sagde Li. "Vi finder ud af, at søer øger biodiversiteten af ​​pollen, og andre arter, der kunne lide disse økosystemer, blomstrede. Når søer falder, mangfoldigheden af ​​pollen og arter falder."

Eksistensen af ​​søer og floder afhænger af grundvandets niveauer. Hvis grundvandet falder, størrelsen og dybden af ​​søer falder også, så størrelsen og mangfoldigheden af ​​søer og floder tjener som en proxy for, hvor tæt på overfladen grundvandsspejlet - toppen af ​​grundvandet - befinder sig.

De normale proxyer, der bruges til at indikere havniveauændringer, er stærkt afhængige af information indhentet fra iskapper, men i en tid, hvor disse iskapper ikke eksisterede, andre fuldmagter var nødvendige.

Forskerne så på de sedimenter, der dannes nær kanten af, hvor oceanerne var. Hvis et område er nær havkysten, havdybden er ret lav. Denne overfladiskhed forårsager blanding og forstyrrelse af sedimenterne, inklusive havliv, der skaber de lag af sedimentær bjergart, som forskerne undersøgte. Tidevand, storme og andre forstyrrelser på lavt vand vil røre bunden op, mens man er længere fra kysten, hvor vandet er dybere, turbulens kan ikke nå havbunden, tillader sediment at bundfælde sig uforstyrret.

Forskere kan datere sekvenserne af sediment aflejret på havbunden og, ved at bruge denne turbulensmodel, spor havets kanter, indikerer havniveaustigning.

Mens denne forskning blev udført med sedimenter fra Sydkina, havniveauerne under det tidlige trias opførte sig globalt.

"Jordens hældning bidrager til en polær temperaturgradient, " sagde Li. "Med en stor hældning, mere vand kommer ind i atmosfæren fra de mellemste og højere breddegrader. Mere nedbør rammer de centrale kontinenter, og mere vand kommer ind i grundvandet."

I løbet af denne tid, der var oceanerne og en stor central sø kaldet Germanic Basin. Evaluering af området, hvor denne sø eksisterede, viser udvidelsen og sammentrækningen af ​​denne grundvandsforbundne overfladevand.

Forskerne fandt ud af, at Jordhældningens slingre har en periodicitet på omkring 33, 000 år, men at inden for det tidsrum, der er en anden vippe af slingre hvert 1,2 millioner år. Hvis alt nutidens grundvand blev til havvand, havniveauet ville stige mere end 1, 000 fod.

Aktuelle skøn over havniveaustigninger fra Det Mellemstatslige Panel for Klimaændringer tager kun hensyn til virkningen af ​​smeltende iskapper, termisk ekspansion og menneskeskabt indgreb i vandlagring på land. Li mener, at balancen mellem grundvand og havvand bør overvejes, fordi de mængder af havvandsstigninger eller -fald, der kan opstå på grund af et skift fra grundvand til havvand, kan være store.

Li bemærker, at omkring to tredjedele af verdens byer med over 5 millioner mennesker hver er placeret i lavtliggende kystområder mindre end 30 fod over det nuværende havniveau.