Forskere finder beviser for en vådere verden, registreret i en australsk koralkoloni

Når klimaforskere ser på fremtiden for at afgøre, hvad virkningerne af klimaændringer kan være, bruger de computermodeller til at simulere potentielle resultater, såsom hvordan nedbør vil ændre sig i en opvarmende verden.

Men videnskabsmænd fra University of Michigan ser på noget lidt mere håndgribeligt:​​koraller.

Ved at undersøge prøver fra koraller i Great Barrier Reef opdagede forskerne mellem 1750 og i dag, efterhånden som det globale klima blev varmere, steg nedbøren i vådsæsonen i den del af verden med omkring 10 %, og antallet af ekstreme regnbegivenheder mere end fordoblet. Deres resultater er offentliggjort i Communications Earth &Environment .

"Klimaforskere finder ofte selv at sige:'Jeg vidste, at det ville blive slemt, men jeg troede ikke, det ville blive så slemt så hurtigt.' Men vi ser det faktisk i denne koralrekord," sagde hovedefterforsker Julia Cole, formand for U-M Department of Earth and Environmental Sciences.

"Fremtidens undersøgelser har en tendens til at bruge klimamodeller, og disse modeller kan give forskellige resultater. Nogle vil måske sige mere nedbør, nogle siger måske mindre nedbør. Vi viser, at der i det mindste i det nordøstlige Queensland helt sikkert er mere nedbør, det er det bestemt mere varierende, og det er helt sikkert allerede ved at ske."

Undersøgelsen, ledet af U-M-forsker Kelsey Dyez, analyserede kerneprøver boret fra en koralkoloni beliggende ved mundingen af ​​en flod i det nordlige Queensland, Australien. I løbet af sommerens regntider opsamler nedbør, der filtreres ind i floden, næringsstoffer, organisk materiale og sedimenter, som derefter føres til flodmundingen og udledes i havet og skyller over koralkolonien.

Da korallerne bades i denne ferskvandsudstrømning, opfanger de geokemiske signaler fra floden og registrerer dem i deres karbonatskeletter. Korallernes kerneprøver viser svage bånd af lysere og mørkere materiale. Disse bånd afspejler hver regn- og tørsæson, korallerne gennemlevede. Bandene har også information om klimaet i hver sæson, ligesom træernes ringe registrerer klimamønstre i de år, de vokser.

"Vi vil gerne vide, når vi opvarmer Jorden, vil vi få mere nedbør? Mindre nedbør? Måske vil forskellige dele af Jorden reagere forskelligt?" sagde Dyez. "Dette projekt er især vigtigt, fordi vi er i stand til at sætte den opvarmning og ændringer i kontekst. Vi er i stand til at registrere nedbør fra perioden, før vi har instrumentelle rekorder for denne del af verden."

For nøjagtigt at bestemme, hvor meget regn, der faldt hver regnsæson, og hvor mange ekstreme regnbegivenheder, der fandt sted i løbet af hver sæson, sammenlignede forskerne instrumentelle nedbørsrekorder, der begyndte i 1950'erne, med de tilsvarende år i korallerne. Dette gav forskerne en kalibreringsperiode, som de kunne bruge til at bestemme forholdet mellem korallernes egenskaber og mængden af ​​nedbør, der faldt hver regntid, så længe korallerne var i live, helt tilbage til 1750.

Koralkernen blev taget fra en fjern region ud for det nordøstlige Queensland af Australian Institute of Marine Science. Landet omkring flodens vandskelle er også i et beskyttet område, hvilket betyder, at næringsstoffer og sediment, der skylles ud i floden af ​​regn, sandsynligvis ikke vil blive genereret af menneskelig aktivitet.

"Dette er en region, der har oplevet ret store udsving i de seneste år mellem oversvømmelser, der har været ødelæggende for samfund, og derefter tørrere perioder," sagde Cole. "Fordi det nordøstlige Australien er en landbrugsregion, er ændringerne i nedbørsmængden i en varmere verden af ​​reel håndgribelig betydning. Folk fornemmer måske ikke et par graders varme, men de lider virkelig, hvis der er en tørke eller en oversvømmelse."

For at rekonstruere nedbør brugte forskerne fire forskellige mål. Først så forskerne på luminescensen af ​​båndene i korallen. Når de skinner et sort lys på korallen, får organiske forbindelser i korallen den til at fluorescere. Jo lysere båndet fluorescerer, jo flere organiske forbindelser kom ned ad floden og blev aflejret på korallerne, hvilket afspejler en sæson med kraftig nedbør.

Forskerne målte også, hvor meget af grundstoffet barium er indeholdt i hvert af båndene. Koralskelettet er sammensat af calcium, men når barium aflejres på skelettet, kan det erstatte calcium. Jo mere barium der blev opdaget i båndet, jo mere flodudledning strømmede over korallen.

Forskerne så på stabile kulstofisotoper (kulstof-12 og kulstof-13) i korallen. Jo mere forholdet mellem disse to isotoper favoriserer kulstof-12, jo mere vand må der være kommet ned ad floden fra større nedbør.

Til sidst undersøgte forskerne stabile iltisotoper (ilt-16 og oxygen-18). Når forholdet mellem disse to isotoper favoriserer oxygen-16, er det et tegn på yderligere nedbør og ferskvand, der kommer ned ad floden.

Fordi koralrekorden ligger ud for det nordøstlige Australien, ønskede forskerne at forstå, om hele Australien oplevede lignende nedbør. Ved at se på instrumentelle nedbørsrekorder over hele Australien fandt forskerne, at de øgede nedbørsmønstre ikke forekom jævnt over Australien.

"Det er faktisk ikke så godt korreleret til det vestlige Australien. Det er for langt væk. Men for det meste af det østlige Australien er der en betydelig sammenhæng. Og det er her, mange mennesker bor," sagde Dyez. "Det er især stærkt på tværs af Queensland, som er der, hvor mange af disse ekstreme nedbørsmængder sker lige nu."

Flere oplysninger: Variabiliteten i nedbør steg med opvarmningen i det nordlige Queensland, Australien i løbet af de sidste 280 år, Communications Earth &Environment (2024). DOI:10.1038/s43247-024-01262-5 , www.nature.com/articles/s43247-024-01262-5

Leveret af University of Michigan