Paleoklatoolozi proučavaju mikroalge u sedimentima kako bi predvidjeli buduće utjecaje klimatskih promjena
Sav morski led mogao bi nestati na Arktiku do sredine stoljeća, stvaraju paniku u UN-ovom Međuvladinom panelu o klimatskim promjenama.
Paleoklatologinja Sara Harðardóttir i njezini kolege na njihovom brodu našli su se u napetoj situaciji. Znanstvenici su ugradili gravitacijski uzorak visokih performansi, uređaj dizajniran za “prikupljanje” sedimenta s morskog dna. Dok se uređaj za uzorkovanje spuštao tisuću metara ispod površine, odjednom su vidjeli veliki ledeni brijeg kako pluta prema žici koja povezuje uređaj s posudom.
Nekoliko minuta činilo se da će tim stručnjaka morati prerezati žicu i žrtvovati važan istraživački alat. Ali ledeni brijeg se na kraju izvukao.
“Rad na Arktiku uvijek je izazov. To je dugo područje, vrijeme je nepredvidivo i brodovi moraju biti posebno opremljeni za ledenu hladnu vodu”, rekla je Sara Harðardóttir, Islandka, koja koordinira projekt Iceprint koji financira EU. Ona i njezin tim uzorkovali su morske sedimente u nadi da će izolirati tragove DNK mikroalgi, sićušnih organizama koji će pomoći u stvaranju slike onoga što se dogodilo arktičkom morskom ledu prije tisućljeća.
Rekonstrukcija klimatskih uvjeta iz davne prošlosti, s paleoklimalogijom, pomaže znanstvenicima da shvate kako će globalno zagrijavanje utjecati na Zemlju. Poznavanje prošlih varijabilnosti pruža uvid u opseg budućih učinaka klimatskih promjena, slično boljem razumijevanju prošlosti u mnogim područjima, od geologije do diplomacije, pomažući u razumijevanju sadašnjosti i predviđanju razvoja u tim područjima stručnosti.
Mnogi od trenutnih klimatskih modela, dizajnirani za predviđanje onoga što se događa u okolišu, temelje se na podacima koji su dobiveni tek od početka satelitskog doba.
“Ako uključimo paleontološke dokaze u simulacije modela, možemo bolje objasniti trenutne trendove u kontekstu stoljetnih ili čak tisućljetnih klimatskih promjena”, objasnila je Sara Harðardóttir. “Današnja klima rezultat je odgovora atmosfere, oceana i leda na promjenu sunčevog zračenja i višu razinu ugljičnog dioksida tijekom stoljeća i tisućljeća.”
Savjeti koje nam daje more
Jedini način da se rekonstruira drevna klima je da se pronađu dokazi koji su sačuvani u okolišu. Ove prirodne vremenske kapsule uključuju fosile mikroalgi koje se nalaze u morima, rijekama i jezerima. Ove stotine tisuća vrsta mikroalgi koje nisu vidljive ljudskom oku neraskidivo su povezane sa životom na Zemlji.
Sara Harðardóttir i njezini kolege s Instituta za geološka istraživanja Danske i Grenlanda i Sveučilišta Laval u Kanadi došli su do značajnog otkrića: pronašli su vezu između tragova DNK mikroalgi u sedimentima i broja dana kada je morski led bio na tom području. Naime, tim je potvrdio da je ciljanje DNK mikroalgi iz skupine koja se zove dinoflageati način mjerenja opsega morskog leda prije tisućljeća, a taj je led sada jedna od najvećih žrtava klimatskih promjena.
Sav morski led mogao bi nestati na Arktiku do sredine stoljeća, prema Međuvladinom panelu Ujedinjenih naroda o klimatskim promjenama. Znajući koliko dugo je u geološkoj prošlosti Zemlje trajalo razdoblja s morskim ledom i onima bez leda, to može objasniti trenutne i buduće promjene.
Projektni tim Iceprint prikupio je uzorke sedimenta iz morskog leda, ledenih površinskih voda i morskog dna uz sjevernu obalu Grenlanda, kao i u tjesnacu Nares i Baffin Bay – to su morska područja koja povezuju Grenland i kanadski teritorij. Kako je bilo moguće odrediti starost sedimenata, studija je pokazala da ovaj DNK trag može pokazati koliko su dugo razdoblja leda trajala do prije oko 12,000 godina. “Mikroalge iz morskog leda ostavljaju tragove DNK na morskom dnu i mogu nam pružiti izravne dokaze o varijabilnosti morskog leda u prošlosti”, rekli su istraživači. “To je izvrstan alat.” Obnova klimatskih uvjeta iz davne prošlosti pomaže znanstvenicima da shvate kako će globalno zatopljenje utjecati na svijet.
Alpski misteriji
Tisućama kilometara južno od Arktika, u okruženju slično osjetljivom na globalno zatopljenje, nalazimo drugu vrstu mikroalgi koja pomaže znanstvenicima u rekonstrukciji drevnih klimatskih uvjeta. U sklopu projekta Hidro-Alpe koji financira EU, a koji će trajati do lipnja 2024., tim Francuskog nacionalnog centra za znanstvena istraživanja (CNRS) otkriva prošle hidrološke promjene u alpskim jezerima na temelju ostataka dijatala. Dijatomeje su mikroskopski organizmi koji žive u gotovo svakom vodenom okolišu na Zemlji. Vrijedne informacije iz prošlosti mogu pomoći u poboljšanju znanja o budućnosti lokalnih vodnih resursa.
“Brojne studije pokazale su da se temperature zraka u mediteranskim Alpama povećavaju brže od globalnog prosjeka”, rekla je Rosine Cartier, voditeljica projekta. “Očekujemo da će doći do vrlo brzih promjena u ovom okruženju, pa se usredotočujemo na ova jezera.” Uzorci se prikupljaju iz dva jezera u masivu Mercantour u francuskim Alpama. Oba jezera leže na nadmorskoj visini od 2200 metara, što otežava pripremu za znanstveni rad na tlu. U jednom trenutku, istraživači su koristili donale kako bi pomogli u prijenosu materijala na mjesta.
Cilj je poboljšati razumijevanje kako se ovo okruženje razvijalo na velikoj nadmorskoj visini tijekom vremena. Uz pomoć kisika i silicija, dijatomeje grade staničnu stjenku od silicijevog dioksida iz vode. Znanstvenici su mogli koristiti školjke kao neku vrstu arhive, koja je s vremenom zabilježila promjene u kemijskom stanju vode. “Na taj način možemo dobiti predodžbu o promjenama ravnoteže u vodi i temperaturi”, kaže Rosine Cartier.
S radiokarbonskim datiranjem sedimenata, promjene se mogu pratiti 12.000 ili 13.000 godina u prošlost. Ljudi su stoljećima koristili ova specifična planinska područja za razne aktivnosti, uključujući vađenje minerala, uzgoj pasa i krčenje šuma, pa se znanstvenici nadaju da će dijatomeje jezera također otkriti kako su ljudi utjecali na kvalitetu vode i eroziju tla. “Naši rezultati mogu pomoći u poboljšanju klimatskih prognoza na lokalnim i različitim nadmorskim visinama, ali također mogu pomoći dionicima da prilagode svoje strategije za buduće vodne resurse”, objasnila je Rosine Cartier.
