Bevaret pingvin afstivning afslører tidligere Antarktis Oceans cirkulationsændringer

Bevaret pingvin afføring kan være nøglen til at forbinde tidligere antarktiske oceanforhold og pingvinpopulationer, kaste lys over, hvordan fuglene og regionens økosystem kan klare sig, når klimaet ændrer sig.

En ny undersøgelse analyserede kemien i lagene af pingvinguano, der er bygget op fra 6, 000 år med Adélie pingviner, der yngler på det samme antarktiske sted. Forskerne sigtede mod ændringer i afføringens kemi mod forskydninger i havcirkulationen, der kunne have kontrolleret det lokale fødenet. Værket blev udgivet i Geofysiske forskningsbreve , som udgiver høj effekt, rapporter i kort format med umiddelbare implikationer, der spænder over alle jord- og rumvidenskaber.

Antarktis er et svært sted at overleve, selvfor hårdføre små Adélie-pingviner. Det er koldt og mørkt i halvdelen af ​​året, og byttedyr – primært krill og fisk – kan være svære at komme forbi i det iskolde Rosshavet. Deres fødeforsyning ændrer sig sæsonmæssigt med sollys, men det vokser og aftager også over tusinder af år, mens havstrømmene langsomt skifter, havis dannes og brydes op, og vandvarmer og køler.

Den nye forskning fandt flere toppe af cadmium, et dybhavsnæringsstof, i pingvinen, der svarede til større tætheder af pingvinrester begravet i redeområdet. Dette forhold antyder, at dybt, næringsstoffyldt havvand blev omdirigeret til overfladen adskillige gange i fortiden6, 000 år, lader økosystemerne ved overfladen trives. Metoden er en ny tilgang til at rekonstruere tidligere havcirkulation.

Forskerne hævdede, at størrelsen af ​​pingvinpopulationen var forbundet med ændringer i cirkumpolært dybt vand, en varm strøm, der flyder i det dybe hav med uret omkring Antarktis og op gennem Rosshavet. I fortiden, cirkulationsændringer tilladt mere af den dybe strøm til overfladen, leverer næringsstoffer som cadmium, der er essentielle for at opretholde bunden af ​​fødenettet. Thatcadmium gik gennem krill og fisk ind i, og ud af, pingvinerne.

Ud over at give en forklaring på pingvinpopulationer, poop-registret giver forskerne værdifuldt indblik i, hvordan havene opførte sig i fortiden - og derfor hvordan de kan arbejde i den nærmeste fremtid.

"Cirkumpolært dybt vand er til stor bekymring for både klimatologer og oceanografer, fordi det driver den hurtige afsmeltning af den vestantarktiske ishylde og udgasning af kuldioxid til atmosfæren og bestemmer den rumlige fordeling af biomasse i det sydlige ocean, " sagde Zhouqing Xie, anenvironmentalgeochemistat University of Science and Technology i Kina, der var medforfatter til undersøgelsen. "Men den historisk rekonstruerede registrering af Circumpolar Deep Water er ret sparsom. Vi finder kun spor fra havets sedimentkerner og kan indirekte udlede, hvad strømmen gjorde gennem havoverfladetemperaturer og havis."

"Det ser ud til at være en indikator for, hvordan vandmasserne ændrer sig i Rosshavet, " sagde Robert McKay, en antarktisk forsker ved Victoria University i Wellington, som ikke var involveret i undersøgelsen. "Dette giver endnu et værktøjssæt til vores arsenal af forståelse af virkningerne af at ændre kryosfæren på biologiske systemer."

Awarming Antarktis

At forstå, hvordan Antarktis cirkulationsmønstre har ændret sig i fortiden, er vigtigt for at kontekstualisere ændringer i biosfæren og samt forudsige, hvordan moderne oceaner kan reagere på klimaændringer. Registreringer af tidligere cirkulation er ofte baseret på marine sedimenter, som mens det er nyttigt til at studere vandet, gøre lidt for at afspejle, hvad der sker med livet på land. Pingvinguanoen er dobbelt anvendelig, ved at give en yderligere begrænsning for havcirkulationen og en mere direkte forbindelse mellem havene og landdyr.

"Et af de store problemer, vi har, når vi forsøger at gøre dette arbejde relevant for biologiske systemer, er opskalering på fødenettet, hvor dette papir er interessant. Fordi biosfæren er et meget mere komplekst system [end havene], det er mere kaotisk på mange måder og sværere at modellere. At få den forbindelse mellem plankton og megafauna er ret vanskelig, så dette er et godt eksempel på, hvordan du kan gøre det, " sagde McKay.

Undersøgelsen fandt en peakincadmium- og pingvinrest omkring 1, 000 år siden, som den varme cirkumpolære dybe vandstrøm op og smeltet havis. Mere mad kunne have været tilgængelig på smeltende isryddet fouragering og ynglepladser, lade pingvinpopulationer klatre.

Selvom en vis opvarmning sandsynligvis har boostet pingvinpopulationer i fortiden, Hurtig opvarmning i Antarktis i dag kan være for meget for fuglene at håndtere.

"Den aktuelle opvarmning i Vestantarktis er så hurtig og intens, at den kan forårsage problemer i andre aspekter. Især øget cirkumpolær dybvandsopstrøm i Vestantarktis har forårsaget hurtig glacial afsmeltning, ekstrem opvarmning af havoverfladen og muligvis en sydlig sammentrækning i krillfordelingen. Dette kan føre til flytning af pingviners levesteder og, for kejserpingviner, der yngler på is, muligheden for fuldstændig forsvinden i nogle områder, " sagde LiguangSun, en medforfatter på undersøgelsen ved University of Science and Technology i Kina.