Hvordan gammelt støv fra havbunden er med til at forklare klimahistorien

Under den sidste istid omkring 20, 000 år siden, jernholdigt støv fungerede som gødning til marine planteplankton i det sydlige Stillehav, fremme CO ₂ sekvestrering og dermed glacial afkøling af Jorden. Men hvor kom støvet fra? Forskere ledet af Dr. Torben Struve, geoforsker ved universitetet i Oldenburg, Tyskland, har undersøgt dette åbne spørgsmål om klimahistorie, hvilket også er relevant med hensyn til de aktuelle klimaændringer.

Brug af sedimentkerner fra havbunden, de fandt ud af, at en stor del af det støv, der var aflejret i det sydlige sydlige Stillehav på det tidspunkt, havde rejst ekstremt langt. Op til 80 procent af støvet kom fra det, der nu er det nordvestlige Argentina, hvorfra den blev transporteret næsten fuldstændig rundt om kloden af ​​de fremherskende vestenvinde. Efter en rejse på op til 20, 000 kilometer, det bidrog væsentligt til den øgede tilførsel af jern til det glaciale sydlige Stillehav. Støvtilførslen fra Australien, som dominerer i det sydlige Stillehav i dag, spillede kun en mindre rolle. Forskerholdet har offentliggjort disse nye indsigter i mekanismerne for naturlig jerntilførsel til det sydlige ocean i tidsskriftet Naturkommunikation .

"Vi har analyseret det kemiske fingeraftryk af støvet og sammenlignet det med geologiske data fra flere kontinenter. Dette var besværligt arbejde, som et puslespil, siger Struve, en post-doc scientist i forskningsgruppen "Marine Isotope Geochemistry" ved Universitetets Institut for Kemi og Biologi i Havmiljøet (ICBM). Holdet omfattede forskere fra hans gruppe samt kolleger fra Alfred Wegener Institute-Helmholtz Center for Polar- og Havforskning, Bremerhaven (Tyskland), og fra Columbia University, New York (USA).

Forskerne prøvede 18 sedimentkerner fra det sydlige Stillehav mellem Antarktis, New Zealand og Chile, et studieområde, der er nogenlunde på størrelse med Rusland. Efterfølgende de undersøgte den kemiske sammensætning af støvet i prøverne. "Dette støv stammer i sidste ende fra sten, som har karakteristiske egenskaber afhængigt af dets oprindelsessted og geologiske historie, således at hver kilde har sin egen signatur, " forklarer Struve.

Forskerne fokuserede på spormetaller, især sjældne jordarters grundstoffer og specifikke isotoper, det vil sige varianter af forskellig vægt, af grundstofferne neodym, bly og strontium. Denne signatur er bevaret over millioner af år og giver dermed pålidelig information om oprindelsen af ​​stenpartikler selv efter 20, 000 år.

På det tidspunkt, den sidste istid var på sit højeste. Ifølge resultaterne, vestenvinde blæste støvpartikler fra den østlige side af de centrale Andesbjerge i Sydamerika over Atlanten og Det Indiske Ocean. Som sådan, det jernholdige støv blev transporteret en gang rundt om kloden, før det blev aflejret på de midterste breddegrader i det sydlige Stillehav. Da alger i disse farvande normalt mangler jern som et afgørende næringsstof for vækst, jernholdigt støv fungerer som naturlig gødning indtil i dag.

Som alle planter, fytoplankton - mikroskopiske alger - absorberer kulstof ved hjælp af fotosyntese og reducerer dermed andelen af ​​kuldioxid (CO ₂ ) i atmosfæren. Ifølge Struve, den stærkt øgede tilførsel af jernholdigt mineralstøv til denne havregion, primært fra Sydamerika, kunne være med til at forklare "hvordan Jorden overhovedet kunne være blevet så kold på det tidspunkt".

Det var allerede kendt, at jerntilførslen under den sidste istid var meget højere end i den nuværende varmeperiode. "Men vi var overraskede over at finde ud af, at støvets kilder og transportveje var helt anderledes end i dag og også forskellige fra, hvad vi ville have forventet."

Forskerholdet konkluderer, at de usædvanligt høje støvemissioner fra Sydamerika må have ydet et væsentligt bidrag til reduktionen af ​​CO ₂ i istidens atmosfære. Tilførslen af ​​jernholdigt mineralstøv reducerede CO ₂ niveauet af atmosfæren med op til 40 ppm ("parts per million"). Det svarer til næsten halvdelen af ​​den naturlige CO ₂ variation i atmosfæren over de sidste 400, 000 år svarende til 100 ppm. For at sætte dette i perspektiv, siden industrialiseringens begyndelse, menneskeskabte emissioner har øget CO ₂ niveau fra omkring 280 til omkring 415 ppm.

I dag, der kan ikke påvises støv fra Sydamerika i undersøgelsesområdet. "Global opvarmning har ændret vinden og miljøforholdene i kilderegionerne, Struve siger, som fortsætter med at studere sedimentkernerne. Sammen med sine kolleger, han vil finde ud af, hvordan sammensætningen af ​​støvet har ændret sig siden istidens højdepunkt, og hvordan dette kan have bidraget til klimaforandringerne.