Badanie starożytnych próbek dna morskiego pozwoli nam zrozumieć zasady, na jakich zmienia się i stabilizuje klimat
Za sprawą zmiany klimatu na całym świecie szaleją pożary, a zjawiska pogodowe są coraz bardziej ekstremalne – wszystko to sprawia, że naukowcy robią, co w ich mocy, by jak najszybciej usprawniać i dopracowywać swoje modele klimatyczne. Jednym z rozwiązań jest porównanie szeregu przypadków globalnego ocieplenia znanych ze starożytnej historii, które pozwolą nam lepiej zrozumieć, w jaki sposób Ziemia zareagowała wówczas na różne ilości emitowanego dwutlenku węgla. „Badanie zmian klimatu w przeszłości przypomina próbę rozwiązania naprawdę fascynującej zagadki albo układanki. Wszystko, co dzieje się w systemie ziemskim – atmosferze, hydrosferze, biosferze czy litosferze – jest ze sobą powiązane”, wyjaśnia Matthew Clarkson, koordynator finansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu EnvironMetal, realizowanego przez Politechnikę Federalną w Zurychu (ETH Zurich). „W związku z tym zrozumienie tych powiązań wymaga szczegółowych badań i kwantyfikacji pozornie niezależnych od siebie procesów”.
Anoksja oceaniczna
Zmiana klimatu prowadzi do wielu szkodliwych reakcji. Realizowany projekt skupił się na jednej z nich – procesie ubywania tlenu w oceanach, nazywanym anoksją oceaniczną. „Przeszłość dostarcza nam dowodów na to, że anoksja bezpośrednio wpływa na wymieranie organizmów zamieszkujących dna mórz i oceanów”, dodaje Clarkson, doktor geochemii i geologii z Uniwersytetu w Edynburgu. „Na przestrzeni setek tysięcy lat anoksja prowadzi jednak do zwiększenia ilości węgla w osadach, co przekłada się na jego sekwestrację z atmosfery oraz powrót do chłodniejszego klimatu”. Projekt EnvironMetal, wspierany w ramach działania „Maria Skłodowska-Curie”, wykorzystał nowatorskie narzędzia chemiczne opracowane w ciągu ostatniego dziesięciolecia, by badać zmiany środowiskowe w skali globalnej. Dzięki tym narzędziom jesteśmy w stanie spojrzeć na przeszłe zmiany klimatu z wielu nowych perspektyw.
Gromadzenie nowych zestawów danych o izotopach metali
Kluczem do badań realizowanych w ramach projektu był pomiar izotopów metali śladowych – w szczególności uranu – w próbkach osadów z dna Oceanu Spokojnego, Północnego Atlantyku i Oceanu Południowego zebranych wcześniej w ramach projektu International Ocean Discovery Program. „Najciekawsze rezultaty uzyskaliśmy w przypadku jednej z lokalizacji na Pacyfiku – nasza próbka uranu pozwoliła nam oszacować globalny zasięg anoksji oceanicznej podczas ważnego zdarzenia związanego z globalnym ociepleniem, które miało miejsce około 55 milionów lat temu, tak zwanego paleoceńsko-eoceńskiego maksimum termicznego”, zauważa Clarkson. To niezwykle ważny parametr, który można wykorzystać w roli kluczowego elementu modeli klimatycznych symulujących zmiany zachodzące w przeszłości, by rzucić nowe światło na to, co czeka naszą planetę w przyszłości. Clarkson przyznaje, że badania zmian klimatu w przeszłości często skutkują raczej ponurym spojrzeniem na to, czego możemy się spodziewać w przyszłości, prognozując między innymi coraz większą anoksję oceaniczną. Jak zauważa jednak naukowiec, rozwiązaniem jest stawienie czoła problemom i zapobieganie pogarszaniu się sytuacji poprzez podjęcie natychmiastowych działań. Zespół dokonał ponad 400 pomiarów izotopów na podstawie świeżych oraz historycznych próbek dna morskiego – prace trwają nadal pomimo zakończenia okresu finansowania badań. Obecnie badacze skupiają się na publikacji wyników i łączeniu ich z innymi zestawami danych. Jak podsumowuje Clarkson: „Możemy wykorzystać nowe zestawy danych dotyczących izotopów metali do uzupełnienia brakujących elementów układanki. Kolejne kroki wymagają od nas zrozumienia powiązań między zróżnicowanymi zestawami danych oraz dokonania porównań różnych historycznych przypadków globalnego ocieplenia”.
Słowa kluczowe
EnvironMetal, zmiany klimatu, system ziemski, globalne ocieplenie, zestawy danych o izotopach metali, anoksja oceaniczna, próbki badawcze, próbki, uran
