Forbedring af paleotemperatur-rekonstruktion - schweiziske søer som et modelsystem

Årevis, videnskabsmænd har forsøgt at bestemme fortidens klima for at komme med bedre forudsigelser om fremtidige klimaforhold. Nu, der er sket et gennembrud i metodologien for klimagenopbygning baseret på mikrobielle molekylære fossiler. Forskere under ledelse af University of Basel analyserede sedimentprøver indsamlet fra mere end 30 schweiziske søer. Deres resultater kan anvendes på søer verden over, som forskerne rapporterer i PNAS .

Resterne af bakterier fundet i søsedimenter er vigtige for genopbygningen af ​​tidligere miljøforhold. Især, cellefragmenter kendt som membranlipider gør det muligt for klimageologer at udlede historiske temperaturer. Et hold ledet af professor Moritz Lehmann og Dr. Helge Niemann fra Institut for Miljøvidenskab ved Universitetet i Basel har nu undersøgt en meget specifik klasse af klimafølsomme lipider i 36 alpine søer.

Deres anvendelse i klimagenopbygning har længe været kendt, men de biologiske kilder til lipiderne forblev uklare. Dette komplicerede deres anvendelse som temperaturindikator alvorligt. "Vi antog oprindeligt, at disse forbindelser primært blev produceret af bakterier i jorden og blev skyllet ind i søerne af floder. Men stigende beviser tydede på, at de også dannes i selve søvandet, " forklarer Lehmann. Derfor formålet med forskningsprojektet var at karakterisere økologien af ​​de ukendte bakterier, der producerer disse lipider.

Link til metan

Kernen i undersøgelserne var Lugano-søen i Schweiz, som tilbyder et fremragende modelsystem på grund af dets stærke lagdeling og store dybde. "Ved brug af stabil isotopanalyse, vi var i stand til at vise, at disse bakterielle lipider er dominerende dannet i kulde, dybe vand i søen - hvor ilt er opbrugt og store mængder af drivhusgassen metan er til stede, " siger Dr. Yuki Weber, hovedforfatter af undersøgelsen. Forskerne var derefter i stand til at bekræfte deres resultater fra Luganosøen ved lignende målinger fra 35 andre alpine søer.

Ud over lipidanalyse, forskerne anvendte også molekylærbiologiske metoder, hvilket gjorde det muligt for dem at fange bakteriediversiteten på forskellige vanddybder i Luganosøen. For første gang, forskerholdet var i stand til at vise, at disse klimafølsomme lipider produceres under vidt forskellige miljøforhold, af forskellige grupper af mikrober, der opholder sig på forskellige vanddybder.

Forfining af palæotermometeret

På trods af de mange miljøfaktorer, der kan påvirke sammensætningen af ​​disse lipider, forskerne var i stand til at bestemme de forhold, hvorunder lipidtermometeret stadig giver pålidelige temperaturestimater. "Ved hjælp af stabil kulstofisotopanalyse, vi kan nu afgøre, om lipiderne er dannet i jord eller søvand. Vi er derfor overbeviste om, at vores undersøgelse vil give et vigtigt bidrag til forbedringen af ​​palæoklimadata på verdensplan, " slutter Weber.