Forskere opdager arktiske klimatiske forhold i den sene miocæne æra

April 5, 2016 Et internationalt hold af forskere ledet af Alfred Wegener Institute (AWI) Helmholtz Center for Polar- og Havforskning har formået at kaste lidt lys ind i klimahistorien i det arktiske hav. Ved hjælp af jordprøver fra Lomonosov-ryggen var de i stand til at bevise, at det centrale Arktis var fuldstændig isfrit i løbet af sommeren for seks millioner til ti millioner år siden, med temperaturen på overfladen på 4 til 9 grader Celsius. Hvad angår forår, efterår og vinter, ville isflager have svævet på overfladen. De nye data betegner et grundlæggende skridt til at genskabe tidligere arktiske klimaforhold og kan bruges til at verificere klimamodeller, som rapporteret i det aktuelle nummer af tidsskriftet Nature Communications. Prøverne, der blev brugt i undersøgelsen, var blevet indsamlet i sommeren 2014 under en ekspedition om bord på forskningsfartøjet Polarstern. AWI beskrev den arktiske havis som en meget vigtig og følsom faktor i det globale klimasystem. AWI geolog, ekspeditionsleder og hovedforfatter Prof Dr. Rüdiger Stein sagde, at det var vigtigt bedre at forstå årsagerne til de nuværende og tidligere ændringer i havisen. . "For denne ekspedition var vores mål at tage sedimenter fra det centrale Arktis, som vi kan bruge til at rekonstruere havisen i de sidste 50 millioner år. Indtil nu har vi manglet de passende jordprøver og dermed data til at rekonstruere perioderne. af denne størrelsesorden," sagde professor Dr. Stein på tysk. Den vestlige skråning af Lomonosov-ryggen, en stor undervandsbjergkæde i det centrale Arktis, blev valgt som sted for prøveudtagningen. Det skyldtes, at stedet tidligere havde oplevet gentagne store jordskred, hvilket medførte, at de underliggende sedimenter og klippeformationer blev udsat for en tykkelse på omkring 500 meter. Forskerne var også overraskede over omfanget af de undersøiske adskillelseskanter (tektoniske kanter), som strakte sig over 300 kilometer fra Nordpolen næsten til den sydlige ende af højderyggen på den sibiriske side. Brug af sedimentkernen som klimaarkiv Af sedimentkernerne udvundet over to dage (alle omkring fire til otte fod lange hver), viste en af ​​dem sig at være ideel til at blive brugt som klimaarkiv. Ved hjælp af mikrofossiler kaldet dinoflagellater var forskerne i stand til at fastslå, at sedimenterne i den nederste del af kernen var omkring seks millioner til ti millioner år siden, og dateres tilbage til slutningen af ​​Miocæn. De udtagne prøver gav derfor forskerne en unik mulighed for at rekonstruere de klimatiske forhold i det centrale Arktiske Ocean, som der hidtil har været meget vage og modstridende data for. Nogle forskere mente, at det centrale Arktiske Ocean i den tid var dækket af is hele året rundt - sådan som det er i dag. Denne antagelse ser dog ud til at være i modstrid med forskningsresultaterne. Baseret på de nye data skal Nordpolen og det centrale Arktiske Ocean i den periode i historien om sommeren have været isfri om sommeren. Biomarkører giver indsigt i tidligere klima Denne analyse er baseret på biomarkører, som er organiske forbindelser, der omfatter organismer, der havde været i live tidligere, men som nu er bevaret i sedimentet. To af disse biomarkører var blevet ekstraheret fra jordprøverne. Den første gruppe var kalkalger, der eksisterede på overfladen af ​​vandet, som krævede åbent vand og var afhængige af sollys til at producere mad/energi. I det centrale Ishav er sollys kun tilgængeligt i forårs- og sommermånederne, mens det bliver mørkt i de resterende måneder. Derfor kan data, der stammer fra biomarkørerne for de kalkholdige alger, indikere de klimatiske forhold i disse sommermåneder. Desuden udviklede kalkalgerne forskellige biomarkørmolekyler på grund af vandtemperaturen. Baseret på molekylerne sagde professor Dr. Stein, at de beregnede overfladetemperaturen i det arktiske hav til at være omkring 4 til 9 grader Celsius, hvilket indikerer isfrie forhold i løbet af sommeren. Den anden gruppe af biomarkører, bestående af arktiske haviskiselalger, viste, at det arktiske hav ikke var isfrit hele året rundt. Professor Dr. Stein sagde, at ved at sammenligne deres registreringer med overfladevandstemperaturerne og havisfordelingen, kunne de vise, at det centrale Arktiske Ocean kunne have været isfrit i løbet af sommeren for seks millioner til ti millioner år siden. I foråret og forrige vinter ville havisen være til stede. Han tilføjede, at Nordpolen må have haft et lignende årstidsbestemt isdække, som det i øjeblikket findes ved de arktiske randhave. Nye data kan forbedre klimamodeller Denne rekonstruktion af Arktis tidligere klima er blevet understøttet af klimasimuleringer. Dette forudsætter dog et relativt højt atmosfærisk kuldioxidindhold på 450 ppm. Dette skyldes, at i nogle undersøgelser vedrørende det sene miocæn, hvis kuldioxidindholdet var lavere, omkring 280 ppm, kunne et isfrit Arktis ikke rekonstrueres. Under alle omstændigheder, om kuldioxidindholdet under Miocæn var for højt, eller Miocæn-simuleringerne havde utilstrækkelig følsomhed i Arktis, er endnu ikke fastlagt og kræver yderligere forskning. Som professor Dr. Stein sagde, "hvis vores klimamodeller pålideligt kan reproducere havisen fra tidligere perioder, ville vi også være i stand til at give mere præcise forudsigelser af fremtidige klima- og havissvingninger i det centrale Arktis." Link til undersøgelse.