Raziskovalci odkrivajo arktične podnebne razmere v poznem miocenu

April 5, 2016 Mednarodni skupini znanstvenikov pod vodstvom Inštituta Alfreda Wegenerja (AWI) Helmholtz Center za polarne in morske raziskave je uspelo osvetliti podnebno zgodovino Arktičnega oceana. Z uporabo vzorcev prsti z grebena Lomonosova jim je uspelo dokazati, da je bila osrednja Arktika poleti pred šestimi do desetimi milijoni let popolnoma brez ledu, s temperaturo na njeni površini od 4 do 9 stopinj Celzija. Tako kot spomladi, jeseni in pozimi bi na površju plavale ledene plošče. Novi podatki pomenijo temeljni korak za poustvarjanje preteklih arktičnih podnebnih razmer in jih je mogoče uporabiti za preverjanje podnebnih modelov, kot je navedeno v trenutni številki revije Nature Communications. Vzorci, uporabljeni v študiji, so bili zbrani poleti 2014 med ekspedicijo na krovu raziskovalne ladje Polarstern. Geolog AWI, vodja odprave in vodilni avtor prof. dr. Rüdiger Stein je opisal arktični morski led kot zelo pomemben in občutljiv dejavnik v globalnem podnebnem sistemu in dejal, da je pomembno bolje razumeti vzroke sedanjih in preteklih sprememb v morskem ledu. . "Naš cilj za to odpravo je bil vzeti sedimente iz osrednje Arktike, ki jih lahko uporabimo za rekonstrukcijo morskega ledu v zadnjih 50 milijonih let. Do zdaj nismo imeli ustreznih vzorcev tal in s tem podatkov za rekonstrukcijo obdobij takšnega obsega," je v nemščini dejal prof. dr. Stein. Za mesto vzorčenja je bilo izbrano zahodno pobočje grebena Lomonosov, velike podvodne gorske verige v osrednji Arktiki. To je bilo zato, ker je mesto v preteklosti doživelo ponavljajoče se velike zemeljske plazove, zaradi česar so bili spodnji sedimenti in kamninske formacije izpostavljeni debelini približno 500 metrov. Raziskovalce je presenetil tudi obseg podmorskih ločevalnih robov (tektonskih robov), ki so se raztezali več kot 300 kilometrov od severnega pola skoraj do južnega konca grebena na sibirski strani. Uporaba jedra sedimenta kot podnebnega arhiva Od sedimentnih jeder, ekstrahiranih v dveh dneh (vsa dolga približno štiri do osem metrov), se je eno izkazalo za idealno za uporabo kot podnebni arhiv. Z uporabo mikrofosilov, imenovanih dinoflagelati, so raziskovalci lahko ugotovili, da so bili sedimenti v spodnjem delu jedra pred približno šestimi do desetimi milijoni let in datirajo v pozni miocen. Tako pridobljeni vzorci so raziskovalcem dali edinstveno priložnost, da rekonstruirajo podnebne razmere v osrednjem Arktičnem oceanu, za katere so bili doslej zelo nejasni in protislovni podatki. Nekateri znanstveniki so menili, da je bil takrat osrednji Arktični ocean vse leto prekrit z ledom – tako kot je danes. Vendar se zdi, da je ta predpostavka v nasprotju z ugotovitvami raziskave. Na podlagi novih podatkov sta morala biti v tem zgodovinskem obdobju poleti Severni pol in osrednji Arktični ocean poleti brez ledu. Biomarkerji dajejo vpogled v preteklo podnebje Ta analiza temelji na biomarkerjih, ki so organske spojine, ki vsebujejo organizme, ki so bili v preteklosti živi, ​​zdaj pa so ohranjeni v usedlinah. Dva od teh biomarkerjev sta bila ekstrahirana iz vzorcev tal. Prva skupina so bile apnenčaste alge, ki so obstajale na površini vode, zahtevale odprto vodo in so se zanašale na sončno svetlobo za proizvodnjo hrane/energije. V osrednjem Arktičnem oceanu je sončna svetloba na voljo le v pomladnih in poletnih mesecih, medtem ko se v preostalih mesecih temni. Zato lahko podatki, pridobljeni iz biomarkerjev apnenčastih alg, kažejo na podnebne razmere v teh poletnih mesecih. Poleg tega so apnenčaste alge zaradi temperature vode razvile različne molekule biomarkerjev. Prof. dr. Stein je na podlagi molekul povedal, da so izračunali površinsko temperaturo Arktičnega oceana na približno 4 do 9 stopinj Celzija, kar kaže na razmere brez ledu poleti. Druga skupina biomarkerjev, ki jo sestavljajo diatomeje ledu v Arktičnem morju, je pokazala, da Arktični ocean ni bil vse leto brez ledu. Profesor dr. Stein je dejal, da lahko s primerjavo svojih zapisov s temperaturo površinske vode in porazdelitvijo morskega ledu pokažejo, da je bil osrednji Arktični ocean poleti pred šestimi do desetimi milijoni let morda brez ledu. Spomladi in prejšnji zimi bi bil prisoten morski led. Dodal je, da je severni tečaj moral imeti podoben sezonski ledeni pokrov, kot ga trenutno najdemo v obrobnih morjih Arktike. Novi podatki lahko izboljšajo podnebne modele Ta rekonstrukcija preteklega podnebja Arktike je bila podprta s podnebnimi simulacijami. Vendar to predpostavlja razmeroma visoko vsebnost ogljikovega dioksida v atmosferi 450 ppm. To je zato, ker v nekaterih študijah o poznem miocenu ni bilo mogoče rekonstruirati Arktike brez ledu, če bi bila vsebnost ogljikovega dioksida nižja, približno 280 ppm. V vsakem primeru je treba še ugotoviti, ali je bila vsebnost ogljikovega dioksida v miocenu pretirano visoka ali pa so miocenske simulacije imele premalo občutljivosti na Arktiki in zahteva nadaljnje raziskave. Kot je dejal prof. dr. Stein, "če lahko naši podnebni modeli zanesljivo reproducirajo pokrov morskega ledu prejšnjih obdobij, bi lahko zagotovili tudi natančnejše napovedi prihodnjega podnebja in nihanj morskega ledu v osrednji Arktiki." Povezava do študije.