Οι ερευνητές ανακαλύπτουν τις κλιματικές συνθήκες της Αρκτικής κατά την ύστερη εποχή του Μειόκαινου

April 5, 2016 Μια διεθνής ομάδα επιστημόνων υπό την ηγεσία του Alfred Wegener Institute (AWI) Helmholtz Center for Polar and Marine Research κατάφερε να ρίξει λίγο φως στην κλιματική ιστορία του Αρκτικού Ωκεανού. Χρησιμοποιώντας δείγματα εδάφους από την κορυφογραμμή Lomonosov, μπόρεσαν να αποδείξουν ότι η κεντρική Αρκτική ήταν εντελώς απαλλαγμένη από πάγο το καλοκαίρι πριν από έξι εκατομμύρια έως δέκα εκατομμύρια χρόνια, με τη θερμοκρασία στην επιφάνειά της στους 4 έως 9 βαθμούς Κελσίου. Όσον αφορά την άνοιξη, το φθινόπωρο και τον χειμώνα, στην επιφάνεια θα επιπλέουν πέτρες πάγου. Τα νέα δεδομένα σηματοδοτούν ένα θεμελιώδες βήμα για την αναδημιουργία των προηγούμενων κλιματικών συνθηκών της Αρκτικής και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την επαλήθευση κλιματικών μοντέλων, όπως αναφέρεται στο τρέχον τεύχος του περιοδικού Nature Communications. Τα δείγματα που χρησιμοποιήθηκαν στη μελέτη είχαν συλλεχθεί το καλοκαίρι του 2014, κατά τη διάρκεια μιας αποστολής στο ερευνητικό σκάφος Polarstern. Περιγράφοντας τον θαλάσσιο πάγο της Αρκτικής ως έναν πολύ σημαντικό και ευαίσθητο παράγοντα στο παγκόσμιο κλιματικό σύστημα, ο γεωλόγος του AWI, επικεφαλής της αποστολής και επικεφαλής συγγραφέας καθηγητής Δρ Rüdiger Stein είπε ότι είναι σημαντικό να κατανοήσουμε καλύτερα τις αιτίες των παρόντων και των προηγούμενων αλλαγών στον θαλάσσιο πάγο. . "Για αυτήν την αποστολή, στόχος μας ήταν να πάρουμε ιζήματα από την κεντρική Αρκτική, τα οποία μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε για την ανασύσταση του θαλάσσιου πάγου τα τελευταία 50 εκατομμύρια χρόνια. Μέχρι τώρα, δεν είχαμε τα κατάλληλα δείγματα εδάφους και επομένως τα δεδομένα για την ανασύσταση των περιόδων αυτού του μεγέθους», είπε ο καθηγητής Δρ Στάιν στα γερμανικά. Ως τοποθεσία για τη δειγματοληψία επιλέχθηκε η δυτική πλαγιά της κορυφογραμμής Lomonosov, μιας μεγάλης υποθαλάσσιας οροσειράς στην κεντρική Αρκτική. Αυτό συνέβη επειδή η τοποθεσία είχε βιώσει επανειλημμένες μεγάλες κατολισθήσεις στο παρελθόν, με αποτέλεσμα τα υποκείμενα ιζήματα και οι βραχώδεις σχηματισμοί να εκτεθούν σε πάχος περίπου 500 μέτρων. Οι ερευνητές εξεπλάγησαν επίσης με την έκταση των υποβρυχίων διαχωριστικών άκρων (τεκτονικές άκρες), που εκτείνονταν σε πάνω από 300 χιλιόμετρα από τον Βόρειο Πόλο σχεδόν μέχρι το νότιο άκρο της κορυφογραμμής στην πλευρά της Σιβηρίας. Χρησιμοποιώντας τον πυρήνα του ιζήματος ως αρχείο κλίματος Από τους πυρήνες των ιζημάτων που εξήχθησαν σε διάστημα δύο ημερών (όλοι περίπου τέσσερα έως οκτώ πόδια μήκους ο καθένας), ένας από αυτούς αποδείχθηκε ιδανικός για χρήση ως αρχείο για το κλίμα. Χρησιμοποιώντας μικροαπολιθώματα που ονομάζονται dinoflagellates, οι ερευνητές μπόρεσαν να προσδιορίσουν ότι τα ιζήματα στο κατώτερο τμήμα του πυρήνα ήταν περίπου πριν από έξι εκατομμύρια έως δέκα εκατομμύρια χρόνια, που χρονολογούνται από το ύστερο Μειόκαινο. Τα δείγματα που εξήχθησαν έδωσαν στους ερευνητές μια μοναδική ευκαιρία να ανασυνθέσουν τις κλιματικές συνθήκες στον κεντρικό Αρκτικό Ωκεανό για τις οποίες υπήρχαν μέχρι στιγμής πολύ ασαφή και αντιφατικά δεδομένα. Μερικοί επιστήμονες πίστευαν ότι εκείνη την περίοδο, ο κεντρικός Αρκτικός Ωκεανός ήταν καλυμμένος από πάγο όλο το χρόνο – όπως είναι σήμερα. Ωστόσο, αυτή η υπόθεση φαίνεται να είναι αντίθετη με τα ευρήματα της έρευνας. Με βάση τα νέα δεδομένα, κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου της ιστορίας, το καλοκαίρι, ο Βόρειος Πόλος και ο κεντρικός Αρκτικός Ωκεανός πρέπει να ήταν χωρίς πάγο κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού. Οι βιοδείκτες δίνουν πληροφορίες για το παρελθόν του κλίματος Αυτή η ανάλυση βασίζεται σε βιοδείκτες, οι οποίοι είναι οργανικές ενώσεις που περιλαμβάνουν οργανισμούς που ήταν ζωντανοί στο παρελθόν αλλά τώρα διατηρούνται στο ίζημα. Δύο από αυτούς τους βιοδείκτες είχαν εξαχθεί από τα δείγματα εδάφους. Η πρώτη ομάδα ήταν ασβεστολιθικά φύκια που υπήρχαν στην επιφάνεια του νερού, απαιτούσαν ανοικτή θάλασσα και βασίζονταν στο ηλιακό φως για την παραγωγή τροφής/ενέργειας. Στον κεντρικό Αρκτικό Ωκεανό, το φως του ήλιου είναι διαθέσιμο μόνο κατά τους μήνες της άνοιξης και του καλοκαιριού, ενώ σκοτεινιάζει τους υπόλοιπους μήνες. Ως εκ τούτου, τα δεδομένα που προέρχονται από τους βιοδείκτες των ασβεστολιθικών φυκών μπορούν να υποδείξουν τις κλιματικές συνθήκες κατά τους καλοκαιρινούς αυτούς μήνες. Επιπλέον, τα ασβεστολιθικά φύκια ανέπτυξαν διαφορετικά μόρια βιοδείκτες λόγω της θερμοκρασίας του νερού. Με βάση τα μόρια, ο καθηγητής Δρ Στάιν είπε ότι υπολόγισαν την επιφανειακή θερμοκρασία του Αρκτικού Ωκεανού να είναι περίπου 4 έως 9 βαθμούς Κελσίου, κάτι που υποδεικνύει συνθήκες χωρίς πάγο κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού. Η δεύτερη ομάδα βιοδεικτών, που περιλαμβάνει διάτομα πάγου της Αρκτικής θάλασσας, έδειξε ότι ο Αρκτικός Ωκεανός δεν ήταν απαλλαγμένος από πάγο όλο το χρόνο. Ο καθηγητής Δρ Στάιν είπε ότι συγκρίνοντας τα αρχεία τους με τις θερμοκρασίες των επιφανειακών υδάτων και την κατανομή του θαλάσσιου πάγου, θα μπορούσαν να δείξουν ότι ο κεντρικός Αρκτικός Ωκεανός μπορεί να ήταν ελεύθερος πάγου κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού πριν από έξι εκατομμύρια έως δέκα εκατομμύρια χρόνια. Την άνοιξη και τον προηγούμενο χειμώνα, ο θαλάσσιος πάγος θα ήταν παρών. Πρόσθεσε ότι ο Βόρειος Πόλος πρέπει να είχε παρόμοια εποχιακή κάλυψη πάγου όπως αυτή τη στιγμή στις περιθωριακές θάλασσες της Αρκτικής. Τα νέα δεδομένα μπορούν να βελτιώσουν τα κλιματικά μοντέλα Αυτή η ανακατασκευή του κλίματος του παρελθόντος της Αρκτικής υποστηρίχθηκε από προσομοιώσεις του κλίματος. Ωστόσο, αυτό προϋποθέτει μια σχετικά υψηλή περιεκτικότητα ατμοσφαιρικού διοξειδίου του άνθρακα 450 ppm. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι σε ορισμένες μελέτες που αφορούν το τελευταίο Μειόκαινο, εάν η περιεκτικότητα σε διοξείδιο του άνθρακα ήταν χαμηλότερη, περίπου στα 280 ppm, μια Αρκτική χωρίς πάγο δεν θα μπορούσε να ανακατασκευαστεί. Σε κάθε περίπτωση, εάν η περιεκτικότητα σε διοξείδιο του άνθρακα κατά τη διάρκεια του Μειόκαινου ήταν υπερβολικά υψηλή ή εάν οι προσομοιώσεις του Μειόκαινου είχαν ανεπαρκή ευαισθησία στην Αρκτική δεν έχει ακόμη προσδιοριστεί και απαιτεί περαιτέρω έρευνα. Όπως είπε ο καθηγητής Δρ Στάιν, «αν τα κλιματικά μας μοντέλα μπορούν να αναπαράγουν αξιόπιστα το κάλυμμα του θαλάσσιου πάγου παλαιότερων περιόδων, θα είμαστε επίσης σε θέση να παρέχουμε πιο ακριβείς προβλέψεις για το μελλοντικό κλίμα και τις διακυμάνσεις του θαλάσσιου πάγου στην κεντρική Αρκτική». Σύνδεσμος για μελέτη.