Gamle huleaflejringer afslører vores klimafremtid

Som naturlige klimaarkiver, aflejringerne fundet i huler kan spille en vigtig rolle i vores evne til at forstå – og forudsige – klimaændringer.

Hver familie har de historier, der går i arv fra generation til generation. Nogle af dem har med historie at gøre, andre om et bestemt individ. Men mange af dem har med vejret at gøre.

Uanset om det er når monsunerne altid ankommer, eller hvilken måned der bringer det koldeste vejr, disse historier bidrager til samfundets klimahukommelse. "Fordi denne information hjælper med at gøre klimaet forudsigeligt, det er meget nyttigt at, for eksempel, en landmand, der planter afgrøder, " sagde Dr. Sebastian Breitenbach, en palæoklimatolog ved Northumbria University.

Problemet er, at klimaændringerne ødelægger normale vejrmønstre, gør vores klimahukommelse mindre pålidelig. "Historisk set, samfundet kan klare et vejrskifte, såsom tørke, som varer bare et par år, " tilføjede Dr. Breitenbach. "Men når forstyrrelsen fortsætter for længe, det er, når vi har en tendens til at løbe ind i problemer."

For at undgå sådanne problemer, samfundet har brug for en klimahukommelse, der går tilbage ikke generationer, men årtusinder.

Og at få den type hukommelse betyder at gå under jorden.

På en kvantitativ søgen

Når det kommer til at få adgang til Jordens klimahistorie, kaldet palæoklima information, huler har meget at sige.

Huler er rige på aflejringer som drypsten og stalagmitter. Kaldes speleothems, disse aflejringer dannes, når vandet langsomt trænger sig ned fra overfladen.

"Dryp for dryp, i løbet af tusinder, eller endda millioner af år, disse aflejringer vokser, hvor hvert lag gemmer en registrering af deres kemiske sammensætning, " sagde Dr. Breitenbach. "Som et resultat, speleothems fungerer som fremragende klimaarkiver og er afgørende for at forstå, hvordan klimaet varierer, og hvordan miljøet reagerer på sæsonbestemte til tusindårige tidsskalaer."

At rekonstruere tidligere klima og miljø, palæoklimatologer bruger det, der kaldes proxy-indikatorer, indirekte målinger, der giver dem mulighed for at detektere variationer i nedbør, vegetation, eller ekstreme begivenheder som tørke.

Så hvad betyder det egentlig?

At finde ud af, vi bad Dr. Breitenbach om at forklare:"Ved at bruge fuldmagter, Jeg kan fortælle dig, om 300, For 000 år siden var klimaet varmere, koldere, vådere eller tørrere end i dag, " sagde han. "Hvad jeg ikke kan fortælle dig er, hvor meget varmere, koldere, vådere eller tørrere var det."

For at få denne type information, som er kvantitativ, Dr. Breitenbach har brug for mere komplekse fuldmagter. Heldigvis, gennem QUEST-projektet, han har hjulpet med at udvikle en række nye proxyer, der er i stand til at udtrække præcis denne type detaljerede oplysninger fra speleothems.

For eksempel, en af ​​disse nye fuldmagter ser på de specifikke kemiske forbindelser, der kan findes i en huleaflejring. "En af disse forbindelser produceres kun, når der sker en naturbrand over hulen, " bemærkede Dr. Breitenbach. "Når vi finder denne forbindelse i speleothem, vi kan rekonstruere, når skovbrande skete i fortiden, deres sværhedsgrad, og deres hyppighed."

Dr. Breitenbach og hans team udviklede også proxyer til at identificere tidligere ændringer i vegetationen. "Denne type kvantitativ information er afgørende for at gøre speleothem-registret mere nyttigt for klimamodellere og politiske beslutningstagere, " han tilføjede.

Ser til fortiden for at forudsige fremtiden

Dr. Breitenbach er ikke alene i sin søgen efter at udlede mere detaljerede oplysninger fra speleothem-registret. Faktisk, lignende forskning sker i huler over hele kloden.

"Fordi det er udfordrende at rekonstruere tidligere klimaer, vi leder altid efter nyt, mere pålidelige måder at udtrække information fra geologiske arkiver, " sagde Anna Nele Meckler, en professor ved Universitetet i Bergen og en forsker med FluidMICS-projektet.

Prof Meckler er specielt interesseret i at få information om tidligere temperaturer fra speleothems. Det er fordi, ifølge prof. Meckler, at have sådanne oplysninger kan lære os meget om klimaændringer og den indvirkning, som drivhusgasser har på vores klima.

"Vi ønsker at forstå, hvor følsom temperaturen var over for tidligere ændringer i atmosfærisk CO ₂ , hvordan temperaturændringer i forskellige regioner var forbundet, og hvor hurtigt disse svar skete, " hun sagde.

For at få disse oplysninger, Prof Meckler og hendes team er ved at udvikle en proces, der kan bestemme tætheden af ​​små mængder vand, der findes i speleothemerne. "Fordi vandtætheden er forbundet med temperaturen på det tidspunkt, hvor vandet var fanget i klippen, det kan fortælle os meget om, hvor varmt eller hvor koldt det er på et bestemt tidspunkt, " tilføjede hun.

Udvider vores klimahukommelse

Selvom de hver især arbejder i forskellige huler og i forskellige dele af verden, alle tre forskere arbejder på at udvide vores klimahukommelse.

"Da klimaændringerne hurtigt flytter os ind på ukendt territorium, vi har et presserende behov for bedre at forstå, hvordan dagens klimasystem kan reagere, " sagde prof. Meckler. "I det mindste, vi kan få adgang til tidligere klimatilstande og overgange og bruge disse oplysninger til at forbedre vores evne til at forudsige, hvad der venter forude."

"Hvis vi ikke kender fortiden, hvordan kan vi vurdere, hvor sårbare vi er over for fremtiden, " spørger Dr. Breitenbach? "Med de rigtige teknikker, speleothems kan kaste lys over denne fortid, giver os en kampchance til at forudsige - og tilpasse os - hvad der kommer."