Mikrofossiler forteller om fortidsklima

Å forstå klimaets naturlige endringer gjennom tidene er som å løse et enormt puslespill. En av puslespillbrikkene er ørsmå fossiler som ligger begravd på havets bunn.

Publisert

Det har alltid vært sterke og svake endringer i Golfstrømmens nordatlantiske forlengelse. Det forteller mikroskopiske plaktonrester fra havbunnen.

Maringeologer tilknyttet SciencePub-prosjektet skal bruke Polaråret på å samle sedimentprøver fra havets bunn slik at vi kan få et mer enhetlig bilde om jordens klimaendringer.

Dette skal i sin tur hjelpe oss å håndtere et fremtidig varmere klima. Resultatene av denne forskningen vil etter hvert bli brukt i modeller som brukes til å forutsi fremtidens klima.

Pannekaker av leire

Det er mye muld og søle i en maringeologs hverdag.

På toktet med forskningsfartøy Jan Mayen sent i april samlet forskere fra Universitetet i Tromsø (UiT) flerfoldige meter med kjerneprøver utenfor Svalbard. Disse prøvene forteller om titusenvis av år med klimaendringer.

"Geologistudenten Kari Skribekk må venne seg til en ganske sølete studiehverdag. "
"Geologistudenten Kari Skribekk må venne seg til en ganske sølete studiehverdag. "


 

- Viten om klimaendringer for 50 000 år siden kan ligge begravd bare seks meter nede i havets bunn, forteller Katrine Husum som er toktleder og forsker ved UiT.

- Sedimentene på havbunnen dannes over lang tid slik at de forskjellige avfallstoffene legger seg som pannekaker av leire i bunnen. Jo lengre kjerne, jo flere pannekaker får man med seg og jo lengre tilbake kan man se.

Og dette blir man lett skitten av. Eller som enkelte av Jan Mayens mannskap sier det: Nei, nu skal forskerne ut og leke med leiren igjen.

Hva er det leiren forteller?

Man kan lett begynne å lure på hvordan leire og grus kan fortelle noe som helst om klimaendringer. Men det er ikke selve leiren som er viktig, men det som man finner i den.

"Hva som gjemmer seg her, tro? Et utsnitt av en kjerneprøve fra havbunnen i Barentshavet kan fortelle mye om fortidens klima"
"Hva som gjemmer seg her, tro? Et utsnitt av en kjerneprøve fra havbunnen i Barentshavet kan fortelle mye om fortidens klima"


 

Maringeologer gjenskaper temperaturene lenge før termometerets tid ved å studere av såkalte fossile planktoniske foraminiferer.

Foraminiferene er dyreplakton som vanligvis ikke er større enn én millimeter. Hemmeligheten til klodens klimaendringer ligger i deres skall. Etter hvert som dyrene døde, sank skallene ned på havbunnen og ble begravd i sedimentene.

- Vi leter etter restene av disse mikroorganismer i den nordlige forlengelsen av Golfstrømmen som går forbi Svalbard. Det vi prøver å se etter er variasjoner i avleiringen av mikrofossiler gjennom tidene. De blir på en måte vårt klimaarkiv, forteller Husum.

Hvor skal man lete?

Tidligere har forskere ved Universitetet i Tromsø sett på fjordområdene i Troms på leting etter foraminiferer.

Det de har funnet ut er at det under siste istid for 12 000 år siden var flere perioder hvor klimaet raskt ble varmere. En leting ute på åpent hav er en naturlig videreføring av denne forskningen.

- Fjordene i Troms er et subarktisk område, men utenfor Svalbard ser vi på arktiske forhold. I noen områder vet vi at vi kommer til å finne noe.

- Utenfor Prins Karls Forland visste vi at vi kunne få tak i prøver som er fra 15 000 til 130 000 år gamle. I tillegg undersøker vi havbunnen ved hjelp av avansert seismikk slik at vi kan se hvor vi kan borre.

Kjemiske hint

Levende foraminiferer er ekstremt følsomme for temperaturer i havet. Deres skall består av kalsiumkarbonat (CaCO3). Når dette stoffet felles i vann splittes oksygendelen av CaCO3.

Denne kjemiske prosessen er temperaturbestemt, og skallene kan dermed reflektere hvordan temperaturen var i havet da de ble felt.

"Mikroskopiske planktonskall ligger gjemt blant grus og leire. Her ser de ut som små sneglehus"
"Mikroskopiske planktonskall ligger gjemt blant grus og leire. Her ser de ut som små sneglehus"


 

- Vi kan gjøre beregninger ut ifra de kjemiske bestanddeler i skallene til disse fossilene. Dette er en såkalt kvantitativ metode hvor vi gjør nøyaktige beregninger av vanntemperaturen, sier Husum.

Små skall, store svar

Slike foraminiferer består også av mange arter som ikke har endret seg særlig over tid. Noen arter er det et overtall av i varmere enn i kaldere vann.

- Ved å beregne prosentandelen av arter i forskjellige vanntemperaturer i dag får vi et grunnlag for sammenligning. Dette bruker vi i såkalte transferfunksjoner som også er en kvantitativ metode.

En transferfunksjon er en likning som overfører dagens kunnskap om en arts temperaturkrav til tidligere tider.

Slik kan man si at hvis det eksisterer en overvekt av en viss art i en 10 000 år gammel kjerneprøve og vi vet at denne arten i dag finnes i fem graders havtemperatur, da er sannsynligheten stor for at havtemperaturen for 10 000 år siden var fem grader.

Endringer kan komme raskt

Forskere ved Universitetet i Tromsø har ved bruk av disse metoder tidligere funnet ut at i perioden mellom 11 500 og 10 000 år siden kom det til raske svingninger i temperaturen som. Flere borrekjerner viste også en kortvarig nedkjøling for 8 200 år siden.

"Katrine Husum er maringeolog ved UiT og en av toktlederne under Polarårets SciencePub-satsning."
"Katrine Husum er maringeolog ved UiT og en av toktlederne under Polarårets SciencePub-satsning."

Disse to hendelsene er av flere forskere antatt å være forårsaket av at varmetransporten med Golfstrømmen ble bremset opp på grunn av stor tilførsel av smeltevann til havet.

- For 10 000 år siden hadde vi en varmere klima enn i dag, forteller Katrine Husum.

De varme temperaturene på denne tiden kom samtidlig med at solinnstrålingen om sommeren var ti prosent høyere enn i dag.

- Istider går i ganske regelmessige syklus basert blant annet på solinnstråling. Vanlig lengde på en mellomistid er rundt 10 000 år og flere modeller tilsier at vi burde vært ute av den mellomistiden vi er inne i nå og på vei mot en ny istid. Det er vi ikke.

- Oppvarmingen vi har sett de siste 100 år kan dermed ikke forklares med vanlig solinnstråling eller andre naturlige faktorer. CO2 er den faktoren som forklarer dette, og CO2 utslippene er menneskeskapte.

- Men vi vet slett ikke nok om hvilke effekter en slik oppvarming kan ha på havstrømmer og klima, derfor undersøker vi fortidens oppvarminger, sier Katrine Husum.