นักวิจัยค้นพบสภาพภูมิอากาศของอาร์กติกในช่วงปลายยุคไมโอซีน

April 5, 2016 ทีมนักวิทยาศาสตร์นานาชาติที่นำโดยศูนย์วิจัยขั้วโลกและทางทะเลของสถาบัน Alfred Wegener (AWI) Helmholtz ได้พยายามให้ความกระจ่างเกี่ยวกับประวัติศาสตร์สภาพภูมิอากาศของมหาสมุทรอาร์กติก การใช้ตัวอย่างดินจากสันเขาโลโมโนซอฟ พวกเขาสามารถพิสูจน์ได้ว่าอาร์กติกตอนกลางไม่มีน้ำแข็งเลยในช่วงฤดูร้อนเมื่อหกล้านถึงสิบล้านปีก่อน โดยมีอุณหภูมิที่ ผิวน้ำ อยู่ที่ 4 ถึง 9 องศาเซลเซียส สำหรับฤดูใบไม้ผลิ ฤดูใบไม้ร่วง และฤดูหนาว น้ำแข็งจะลอยอยู่บน ผิวน้ำ ข้อมูลใหม่บ่งบอกถึงขั้นตอนพื้นฐานสำหรับการสร้างสภาพภูมิอากาศในอาร์กติกในอดีตอีกครั้ง และสามารถนำมาใช้เพื่อตรวจสอบแบบจำลองสภาพภูมิอากาศ ตามที่รายงานในวารสาร Nature Communications ฉบับ กระแสน้ำ ตัวอย่างที่ใช้ในการศึกษานี้ถูกรวบรวมในช่วงฤดูร้อนปี 2014 ระหว่างการเดินทางบนเรือวิจัย Polarstern นักธรณีวิทยา AWI ผู้นำการสำรวจและผู้เขียนนำ ศ.ดร. Rüdiger Stein อธิบายว่าน้ำแข็งในทะเลอาร์กติกเป็นปัจจัยที่สำคัญและละเอียดอ่อนมากในระบบภูมิอากาศโลก กล่าวว่าสิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจสาเหตุของการเปลี่ยนแปลงน้ำแข็งในทะเลทั้งในปัจจุบันและในอดีตให้ดียิ่งขึ้น . “สำหรับการสำรวจครั้งนี้ เป้าหมายของเราคือนำตะกอนจากอาร์กติกตอนกลาง ซึ่งเราสามารถนำมาใช้สร้างน้ำแข็งในทะเลขึ้นมาใหม่ในช่วง 50 ล้านปีที่ผ่านมา จนถึงขณะนี้ เรายังขาดตัวอย่างดินที่เหมาะสม ดังนั้นจึงไม่มีข้อมูลในการสร้างช่วงเวลาใหม่ ถึงขนาดนี้" ศาสตราจารย์ ดร. สไตน์ กล่าวเป็นภาษาเยอรมัน ทางลาดด้านตะวันตกของสันเขาโลโมโนซอฟ ซึ่งเป็นเทือกเขาใต้น้ำขนาดใหญ่ในอาร์กติกตอนกลาง ได้รับเลือกให้เป็น สถานที่ สำหรับการสุ่มตัวอย่าง เนื่องจาก สถานที่ ดังกล่าวเคยประสบกับดินถล่มขนาดใหญ่ซ้ำแล้วซ้ำเล่าในอดีต ทำให้ตะกอนและการก่อตัวของหินที่อยู่เบื้องล่างต้องสัมผัสกับความหนาประมาณ 500 เมตร นักวิจัยยังรู้สึกประหลาดใจกับขอบเขตของขอบการแยกตัวของเรือดำน้ำ (ขอบเปลือกโลก) ซึ่งทอดยาวกว่า 300 กิโลเมตรจากขั้วโลกเหนือ เกือบไปทางใต้สุดของสันเขาทางฝั่งไซบีเรีย การใช้แกนตะกอนเป็นแหล่งเก็บสภาพอากาศ จากแกนตะกอนที่ถูกดึงมาใช้เวลาสองวัน (แต่ละแกนยาวประมาณ 4-8 ฟุต) หนึ่งในแกนเหล่านั้นกลับกลายเป็นว่าเหมาะที่จะใช้เป็นที่เก็บข้อมูลสภาพอากาศ การใช้ไมโครฟอสซิลที่เรียกว่าไดโนแฟลเจลเลต นักวิจัยสามารถระบุได้ว่าตะกอนในส่วนล่างของแกนกลางมีอายุประมาณหกล้านถึงสิบล้านปีก่อน ซึ่งมีอายุย้อนกลับไปถึงยุคไมโอซีนตอนปลาย ตัวอย่างที่สกัดได้ทำให้นักวิจัยมีโอกาสพิเศษในการสร้างสภาพภูมิอากาศในมหาสมุทรอาร์กติกตอนกลางขึ้นมาใหม่ ซึ่งมีข้อมูลที่คลุมเครือและขัดแย้งกันมากจนถึงตอนนี้ นักวิทยาศาสตร์บางคนเชื่อว่าในช่วงเวลานั้น มหาสมุทรอาร์กติกตอนกลางถูกปกคลุมไปด้วยน้ำแข็งตลอดทั้งปี - อย่างที่เป็นอยู่ทุกวันนี้ อย่างไรก็ตาม สมมติฐานนี้ดูเหมือนจะขัดแย้งกับผลการวิจัย จากข้อมูลใหม่ ในช่วงเวลานั้นในประวัติศาสตร์ ในฤดูร้อน ขั้วโลกเหนือและมหาสมุทรอาร์กติกตอนกลางจะต้องไม่มีน้ำแข็งในช่วงฤดูร้อน ตัวชี้วัดทางชีวภาพให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับสภาพอากาศในอดีต การวิเคราะห์นี้อิงจากตัวชี้วัดทางชีวภาพ ซึ่งเป็นสารประกอบอินทรีย์ที่ประกอบด้วยสิ่งมีชีวิตที่เคยมีชีวิตอยู่ในอดีต แต่ปัจจุบันถูกเก็บรักษาไว้ในตะกอน ตัวชี้วัดทางชีวภาพสองตัวนี้ถูกสกัดจากตัวอย่างดิน กลุ่มแรกคือสาหร่ายปูนซึ่งอาศัยอยู่บน ผิวน้ำ ต้องการ แหล่งน้ำเปิด และอาศัยแสงแดดในการผลิตอาหาร/พลังงาน ในมหาสมุทรอาร์กติกตอนกลาง แสงแดดจะมีเฉพาะในช่วงฤดูใบไม้ผลิและฤดูร้อนเท่านั้น และจะมืดลงในช่วงเดือนที่เหลือ ดังนั้นข้อมูลที่ได้มาจากตัวบ่งชี้ทางชีวภาพของสาหร่ายที่มีแคลเซียมคาร์บอเนตสามารถระบุสภาพภูมิอากาศในช่วงฤดูร้อนเหล่านั้นได้ นอกจากนี้ สาหร่ายที่มีปูนยังพัฒนาโมเลกุลของตัวชี้วัดทางชีวภาพที่แตกต่างกันออกไปเนื่องจากอุณหภูมิของน้ำ จากโมเลกุลดังกล่าว ศาสตราจารย์ ดร.สไตน์ กล่าวว่า พวกเขาคำนวณอุณหภูมิ ผิวน้ำ ของมหาสมุทรอาร์กติกให้อยู่ที่ประมาณ 4 ถึง 9 องศาเซลเซียส ซึ่งบ่งชี้ถึงสภาวะที่ปราศจากน้ำแข็งในช่วงฤดูร้อน ตัวชี้วัดทางชีวภาพกลุ่มที่สอง ซึ่งประกอบด้วยไดอะตอมจากน้ำแข็งในทะเลอาร์กติก แสดงให้เห็นว่ามหาสมุทรอาร์กติกไม่ได้ปราศจากน้ำแข็งตลอดทั้งปี ศาสตราจารย์ ดร.สไตน์ กล่าวว่าการเปรียบเทียบบันทึกของพวกเขากับอุณหภูมิของน้ำ ผิวน้ำ และการกระจายตัวของน้ำแข็งในทะเล พวกเขาสามารถแสดงให้เห็นว่ามหาสมุทรอาร์กติกตอนกลางอาจปราศจากน้ำแข็งในช่วงฤดูร้อนเมื่อหกล้านถึงสิบล้านปีก่อน ในฤดูใบไม้ผลิและฤดูหนาวก่อนหน้านี้ จะมีน้ำแข็งในทะเลเกิดขึ้น เขาเสริมว่าขั้วโลกเหนือจะต้องมีน้ำแข็งปกคลุมตามฤดูกาลคล้ายกับที่พบในทะเลชายขอบอาร์กติกในปัจจุบัน ข้อมูลใหม่สามารถปรับปรุงแบบจำลองสภาพภูมิอากาศได้ การสร้างสภาพภูมิอากาศในอดีตของอาร์กติกขึ้นมาใหม่นี้ได้รับการสนับสนุนจากการจำลองสภาพภูมิอากาศ อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้สันนิษฐานว่ามีปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศค่อนข้างสูงที่ 450 ppm เนื่องจากในการศึกษาบางส่วนเกี่ยวกับยุคไมโอซีนตอนปลาย หากปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ลดลงที่ประมาณ 280 ส่วนในล้านส่วน จะไม่สามารถสร้างอาร์กติกที่ปราศจากน้ำแข็งขึ้นมาใหม่ได้ ไม่ว่าในกรณีใด ไม่ว่าปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ในช่วงไมโอซีนจะสูงเกินไปหรือการจำลองไมโอซีนมีความไวไม่เพียงพอในอาร์กติก ยังไม่ได้ถูกกำหนดและจำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติม ดังที่ศาสตราจารย์ ดร.สไตน์ กล่าวว่า "หากแบบจำลองสภาพภูมิอากาศของเราสามารถจำลองน้ำแข็งปกคลุมในทะเลในยุคก่อนหน้านี้ได้อย่างน่าเชื่อถือ เราก็จะสามารถคาดการณ์สภาพอากาศในอนาคตและความผันผวนของน้ำแข็งในทะเลในอาร์กติกตอนกลางได้อย่างแม่นยำยิ่งขึ้น" ลิงก์ไปยังการศึกษา