Brug af 100 millioner år gamle fossiler og tyngdekraftsbølge videnskab til at forudsige Jordens fremtidige klima

En gruppe internationale videnskabsmænd, inklusive en australsk astrofysiker, har brugt fund fra gravitationsbølge -astronomi (bruges til at finde sorte huller i rummet) til at studere gamle marine fossiler som en forudsigelse for klimaændringer.

Forskningen, offentliggjort i tidsskriftet Fortidens klima , er et unikt samarbejde mellem paleontologer, astrofysikere og matematikere, der søger at forbedre nøjagtigheden af ​​et paleo-termometer, som kan bruge fossile beviser for klimaændringer til at forudsige, hvad der sandsynligvis vil ske med Jorden i de kommende årtier.

Professor Ilya Mandel, fra ARC Center of Excellence in Gravitational Wave Discovery (OzGrav), og kolleger, studerede biomarkører efterladt af små encellede organismer kaldet archaea i en fjern fortid, herunder kridtiden og eocænen.

Marine archaea i vores moderne oceaner producerer forbindelser kaldet Glycerol Dialkyl Glycerol Tetraethers (GDGT'er). Forholdet mellem forskellige typer GDGT'er, de producerer, afhænger af den lokale havtemperatur på dannelsesstedet.

Når de bevares i gamle marine sedimenter, de målte mængder af GDGT'er har potentialet til at give en geologisk registrering af langsigtede planetariske overfladetemperaturer.

Til dato, forskere har kombineret GDGT -koncentrationer til en enkelt parameter kaldet TEX86, som kan bruges til at lave grove skøn over overfladetemperaturen. Imidlertid, dette skøn er ikke særlig nøjagtigt, når værdierne af TEX86 fra nyere sedimenter sammenlignes med moderne havoverfladetemperaturer.

"Efter flere årtiers studier, de bedste tilgængelige modeller er kun i stand til at måle temperatur fra GDGT-koncentrationer med en nøjagtighed på omkring 6 grader Celsius, " sagde professor Mandel. Derfor, denne tilgang kan man ikke stole på til højpræcisionsmålinger af gamle klimaer.

Professor Mandel og hans kolleger ved University of Birmingham i Storbritannien har anvendt moderne maskinlæringsværktøjer - oprindeligt brugt i forbindelse med gravitationsbølgeastrofysik til at skabe forudsigelige modeller for sammensmeltning af sorte huller og neutronstjerner - for at forbedre temperaturestimering baseret på GDGT målinger. Dette gjorde det muligt for dem at tage alle observationer i betragtning for første gang i stedet for at stole på en bestemt kombination, TEX86. Dette gav et langt mere nøjagtigt palæo-termometer. Ved hjælp af disse værktøjer, holdet hentede temperaturen fra GDGT -koncentrationer med en nøjagtighed på kun 3,6 grader - en betydelig forbedring, næsten dobbelt så nøjagtigt som tidligere modeller.

Ifølge professor Mandel, at bestemme, hvor meget Jorden vil varme i de kommende årtier, afhænger af modellering, "så det er yderst vigtigt at kalibrere disse modeller ved at bruge bogstaveligt talt hundreder af millioner af års klimahistorie til at forudsige, hvad der kan ske med Jorden i fremtiden, " han sagde.