Ny undersøgelse modsiger antagelser om konstante grundstofforhold i havene

Sammensætningsforholdet mellem elementer som magnesium, calcium eller strontium i havvand er et vigtigt middel til genopbygning af tidligere oceaniske processer. Hidtil har det været antaget, at disse forhold er konstante over lange perioder og over store områder. Imidlertid, en undersøgelse ledet af Kiel University (CAU) og GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel viser, at vigtige grundstofforhold i nutidens oceaner er meget mere variable end hidtil antaget. Dette fund rejser også spørgsmål om genopbygningen af ​​havets historie. Undersøgelsen er i går blevet offentliggjort i det internationale tidsskrift Proceedings of the National Academy of Sciences ( PNAS ).

For at forstå nuværende ændringer i havsystemet og for at kunne forudsige fremtidige ændringer, et kig ind i fortiden kan hjælpe. Men data fra direkte måling af havvandssammensætning går næppe 150 år tilbage. For at få information fra ældre tider bruger videnskabsmænd naturlige arkiver, der indirekte giver os indsigt i processer i havene på den tid. Bestemmelse af forholdet mellem visse grundstoffer i havvand, for eksempel magnesium til calcium eller strontium til calcium, er et vigtigt redskab i denne sammenhæng. Disse forhold er "frosset" i karbonatskeletterne af organismer såsom foraminiferer eller koraller og giver derefter mulighed for at drage vigtige konklusioner om havvandstemperaturer og andre miljøforhold i tidligere tider.

Indtil nu, det er blevet antaget, at disse grundstofforhold i havene er relativt konstante, og at de kun ændrer sig meget langsomt over millioner af år. Nu, et internationalt forskerhold ledet af Kiel University (CAU) og GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel under paraplyen af ​​Future Ocean Network har gentjekket denne hypotese i en omfattende undersøgelse. "Vi fandt ud af, at variabiliteten af ​​magnesium-til-calcium- og strontium-til-calcium-forhold i nutidens havvande kan variere betydeligt fra økosystem til økosystem. Da der tidligere blev antaget en stort set ensartet sammensætning i hele havet, og vi fandt ud af, at variabiliteten af ​​magnesium-til-calcium- og strontium-til-calcium-forhold i nutidens havvand kan variere betydeligt fra økosystem til økosystem. spørgsmålet opstår, om en miljøeffekt er blevet overset, " siger Dr. Mario Lebrato, som har igangsat undersøgelsen, mens han arbejdede på Institut for Geovidenskab på CAU.

Til studiet, forskere fra mere end ti lande har indsamlet og efterfølgende analyseret 1100 prøver i 14 forskellige økosystemer fra vandoverfladen til 6000 meters dybde på 79 skibsekspeditioner verden over over en periode på ni år. Resultaterne er relevante både for rekonstruktionen af ​​havets historie og for forståelsen af ​​aktuelle biogeokemiske processer.

"Til rekonstruktionen af ​​havvandstemperaturer i tidligere epoker af Jordens historie blev veldefinerede og konstante grundstofforhold i havvand hidtil antaget. I vores laboratorium, vi har udviklet specielle analytiske protokoller til at bestemme disse forhold med meget små usikkerheder. Vores nye højpræcisionsdata viser nu, at denne antagelse ikke altid er korrekt, " siger medforfatter Dr. Dieter Garbe-Schönberg, leder af laboratorierne for sporstofgeokemi på CAU's Institut for Geovidenskab.

"Det er spændende at se så store rumlige forskelle i grundstofforhold i det moderne hav. Disse resultater er svære at matche med vores nuværende ideer om transport og blanding af vandmasser og, derfor, præsentere en udfordring for havmodellere til at forene disse mønstre med, hvad vi ved om havets fysik og dræn og kilder til disse kemiske elementer, " tilføjer Prof. Dr. Andreas Oschlies, leder af Institut for Biogeokemisk Modellering ved GEOMAR og også medforfatter til undersøgelsen.

Forskere skal nu forstå, hvad der forårsager den nuværende variabilitet af grundstofforhold, og hvilke virkninger det har. "Hvis vi har en dyb forståelse af de underliggende mekanismer, vi vil være i stand til bedre at bruge grundstofforholdene til forskellige havvidenskabelige discipliner og spørgsmål, " Dr. Lebrato understreger, som nu arbejder på Bazaruto Center for Scientific Studies i Mosambique, med henblik på fremtiden. Dette er især relevant for havområder nær kysten og på høje breddegrader i de subpolære områder. Her, de metoder, der er brugt til at rekonstruere havtemperaturer i fortiden, skal korrigeres med hensyn til de regionale økosystemer.