Brug af fiskeøreknogler til at estimere gammel havvandstemperatur

Forskere ved Indian Institute of Science (IISc) har identificeret en måde at estimere gammel havvandstemperatur ved at sondere små knogler i ørerne på fisk.

Havene dækker tre fjerdedele af jordens overflade og er vært for mange bemærkelsesværdige livsformer. Jordforskere har forsøgt at rekonstruere havvandstemperaturen over tid, men det er ikke let at gøre det. "Når du går tilbage i tiden, har du ikke noget forstenet havvand," forklarer Ramananda Chakrabarti, lektor ved Center for Earth Sciences (CEaS), IISc, og den tilsvarende forfatter til undersøgelsen offentliggjort i Chemical Geology . Derfor har han og hans ph.d. studerende, Surajit Mondal, i samarbejde med Prosenjit Ghosh, professor ved CEaS, vendte sig til otolitter - små knogler fundet i fiskens indre øre.

Ligesom koraller er otolitter lavet af calciumcarbonat og vokser gennem en fisks levetid ved at akkumulere mineraler fra havvand. I lighed med træringe har disse otolitter også spor af fiskens alder, migrationsmønstre og den type vand, som fiskene levede i. I flere år har Chakrabarti og hans team sporet calciumcarbonataflejringer fundet i små dyr som koraller eller foraminiferer. I den aktuelle undersøgelse valgte de otoliths, da forskere har opdaget fossiliserede otolith-prøver, der går så langt tilbage som juraperioden (172 millioner år siden).

Forskerne brugte seks nutidige otolith-prøver indsamlet fra forskellige geografiske steder langs Nordamerikas østkyst. De analyserede forholdet mellem forskellige calciumisotoper i disse otolitter med et termisk ioniseringsmassespektrometer (TIMS). Ved at måle forholdet mellem calciumisotoper i prøven var de i stand til at korrelere det med havvandstemperaturerne, hvorfra fiskene blev opsamlet. "Vi demonstrerede, at calciumisotoper er et stærkt spor af vandtemperaturen, og Surajits indsats gør vores laboratorium til det eneste laboratorium i landet, der rent faktisk kan måle disse isotopiske variationer," siger Chakrabarti. Foruden calciumisotoper analyserede holdet også koncentrationen af ​​andre grundstoffer som strontium, magnesium og barium og deres forhold i den samme prøve og samlede dataene sammen for at få en mere nøjagtig værdi for havvandstemperaturen inden for et interval på plus eller minus en grad Celsius sammenlignet med den faktiske værdi.

Organismer, der lever i havet, er ekstremt følsomme over for temperaturer. En temperaturstigning på to grader kan føre til udryddelse af flere arter. Desuden, fordi atmosfæren og havet er "på talefod," siger Chakrabarti, opløses meget af kuldioxiden i atmosfæren til sidst i havet, og denne evne til at opløse kuldioxid er også forbundet med havvandstemperaturen - jo lavere temperaturen, jo mere kuldioxid fanges der. Ligesom en kulsyreholdig drik, der mister sin brus, når den varmes op, mister havet sin evne til at holde på kuldioxid, når det bliver varmere.

På grund af den tætte sammenhæng, de fandt mellem calciumisotopforhold og temperaturer, er forfatterne sikre på, at deres tilgang nu kan bruges på fossiliserede prøver. Kortlægning af tidlige havvandstemperaturer er vigtigt for bedre at forstå Jordens historie, siger de. "Hvad der skete tilbage i tiden," siger Chakrabarti, "er nøglen til vores forståelse af, hvad der vil ske i fremtiden." + Udforsk yderligere

Ændringer i havets kemi viser, hvordan havniveauet påvirker det globale kulstofkredsløb