Forskare upptäcker arktiska klimatförhållanden under den sena miocen eran

April 5, 2016 Ett internationellt team av forskare ledda av Alfred Wegener Institute (AWI) Helmholtz Center for Polar and Marine Research har lyckats kasta lite ljus över Ishavets klimathistoria. Med hjälp av jordprover från Lomonosov-ryggen kunde de bevisa att centrala Arktis var helt isfritt under sommaren för sex miljoner till tio miljoner år sedan, med temperaturen vid dess yta på 4 till 9 grader Celsius. När det gäller vår, höst och vinter skulle isflak ha flytit på ytan. De nya uppgifterna innebär ett grundläggande steg för att återskapa tidigare arktiska klimatförhållanden och kan användas för att verifiera klimatmodeller, som rapporterats i det aktuella numret av tidskriften Nature Communications. Proverna som användes i studien hade samlats in sommaren 2014, under en expedition ombord på forskningsfartyget Polarstern. Genom att beskriva den arktiska havsisen som en mycket viktig och känslig faktor i det globala klimatsystemet, sa AWI-geologen, expeditionsledaren och huvudförfattaren Prof Dr Rüdiger Stein att det var viktigt att bättre förstå orsakerna till nuvarande och tidigare förändringar i havsisen. . "För denna expedition var vårt mål att ta sediment från centrala Arktis, som vi kan använda för att rekonstruera havsisen under de senaste 50 miljoner åren. Fram till nu har vi saknat lämpliga jordprover och därmed data för att rekonstruera perioderna. av den här omfattningen", sa professor Dr Stein på tyska. Den västra sluttningen av Lomonosov-ryggen, en stor undervattensbergskedja i centrala Arktis, valdes som plats för provtagningen. Detta berodde på att platsen tidigare hade upplevt upprepade stora skred, vilket gjorde att de underliggande sedimenten och bergformationerna exponerades för en tjocklek av cirka 500 meter. Forskarna var också förvånade över omfattningen av de ubåtssepareringskanter (tektoniska kanterna), som sträckte sig över 300 kilometer från nordpolen nästan till den södra änden av åsen på den sibiriska sidan. Använder sedimentkärnan som klimatarkiv Av de sedimentkärnor som tagits ut under två dagar (alla cirka fyra till åtta fot långa vardera) visade sig en av dem vara idealisk att användas som klimatarkiv. Med hjälp av mikrofossiler som kallas dinoflagellater kunde forskarna fastställa att sedimenten i den nedre delen av kärnan var från sex miljoner till tio miljoner år sedan, som går tillbaka till slutet av miocen. De extraherade proverna gav forskarna en unik möjlighet att rekonstruera klimatförhållandena i centrala Ishavet som det hittills funnits mycket vaga och motsägelsefulla data om. Vissa forskare trodde att under den tiden var centrala Ishavet täckt av is året runt – som det är idag. Detta antagande verkar dock strida mot forskningsresultaten. Baserat på de nya uppgifterna, under den perioden i historien, på sommaren, ska Nordpolen och centrala Ishavet ha varit isfria under sommaren. Biomarkörer ger insikt i tidigare klimat Denna analys är baserad på biomarkörer, som är organiska föreningar som består av organismer som hade levt tidigare men som nu finns bevarade i sedimentet. Två av dessa biomarkörer hade extraherats från jordproverna. Den första gruppen var kalkhaltiga alger som fanns på vattenytan, som krävde öppet vatten och förlitade sig på solljus för att producera mat/energi. I centrala Ishavet är solljus endast tillgängligt under vår- och sommarmånaderna, medan det blir mörkt under de återstående månaderna. Därför kan data som härrör från biomarkörerna för kalkalgerna indikera klimatförhållandena under dessa sommarmånader. Dessutom utvecklade kalkalgerna olika biomarkörmolekyler på grund av vattentemperaturen. Baserat på molekylerna sa professor Dr Stein att de beräknade att yttemperaturen i Ishavet var cirka 4 till 9 grader Celsius, vilket tydde på isfria förhållanden under sommaren. Den andra gruppen av biomarkörer, bestående av arktiska havsis-kiselalger, visade att Ishavet inte var isfritt året runt. Professor Dr Stein sa att genom att jämföra deras uppgifter med ytvattentemperaturer och havsisfördelning, kunde de visa att det centrala Ishavet kan ha varit isfritt under sommaren för sex miljoner till tio miljoner år sedan. Under våren och föregående vinter skulle havsisen finnas. Han tillade att Nordpolen måste ha haft ett liknande säsongsbetonat istäcke som för närvarande finns vid de arktiska randhaven. Ny data kan förbättra klimatmodeller Denna rekonstruktion av Arktis tidigare klimat har stötts av klimatsimuleringar. Detta förutsätter dock en relativt hög atmosfärisk koldioxidhalt på 450 ppm. Detta beror på att i vissa studier som rör sen miocen, om koldioxidhalten var lägre, vid cirka 280 ppm, kunde ett isfritt Arktis inte rekonstrueras. Huruvida koldioxidhalten under miocen var överdrivet hög eller om miocensimuleringarna hade otillräcklig känslighet i Arktis har ännu inte fastställts och kräver ytterligare forskning. Som professor Dr Stein sa, "om våra klimatmodeller på ett tillförlitligt sätt kan återskapa havsisen från tidigare perioder, skulle vi också kunna ge mer exakta förutsägelser om framtida klimat- och havsisfluktuationer i centrala Arktis." Länk till studie.