Implementazione di una nuova tecnica per la prima volta nella regione, i geologi dell'Università del Massachusetts Amherst hanno ricostruito il record climatico più lungo e con la più alta risoluzione per gli Stati Uniti nordorientali, che rivela cicli di temperatura passati non rilevati in precedenza ed estende il record di 900 anni nel passato, ben oltre la precedente data iniziale del 1850.

Primo autore Daniel Miller, con Helen Habicht e Benjamin Keisling, hanno condotto questo studio come parte dei loro programmi di dottorato con i professori di geoscienze dei consulenti Raymond Bradley e Isla Castañeda. Come spiega Miller, hanno utilizzato un metodo quantitativo relativamente nuovo basato sulla presenza di composti chimici noti come glicerolo dialchil glicerolo tetra eteri ramificati (GDGT ramificati) che si trovano nei laghi, suoli, fiumi e torbiere in tutto il mondo. I composti possono fornire un paleotermometro terrestre indipendente che valuta accuratamente la variabilità della temperatura passata.

Miller dice, "Questo è il primo tentativo che utilizza questi composti per ricostruire la temperatura nel nord-est, e il primo a questa risoluzione." Lui e i suoi colleghi sono stati in grado di raccogliere un totale di 136 campioni che coprono l'arco di 900 anni, molti di più di quelli che sarebbero disponibili con metodi più tradizionali e da altre località che in genere producono un solo campione ogni 30-100 anni.

Nei loro risultati, Miller dice, "Vediamo essenzialmente un raffreddamento durante la maggior parte del record fino al 1900, che corrisponde ad altri paleo-record per il Nord America. Vediamo il periodo caldo medievale nella prima parte e la piccola era glaciale nel 1800." Un'osservazione inaspettata era 10, Cicli di temperatura da 50 a 60 anni non visti prima nei record degli Stati Uniti nordorientali, Aggiunge, "Una scoperta nuova e sorprendente. Stiamo cercando di capire cosa lo causa. Potrebbe essere causato da cambiamenti nell'oscillazione del Nord Atlantico o da altri modelli atmosferici. Lo esamineremo ulteriormente".

Aggiunge, "Siamo molto entusiasti di questo. Penso che sia una grande storia di come gli studenti laureati che hanno un'idea promettente, se hanno abbastanza supporto dai loro consulenti, può produrre uno studio con risultati davvero illuminanti." I dettagli appaiono in un recente numero della rivista online ad accesso aperto dell'Unione Geofisica Europea, Clima del passato .

Gli autori sottolineano che le ricostruzioni della paleo-temperatura sono essenziali per distinguere il cambiamento climatico causato dall'uomo dalla variabilità naturale, ma le registrazioni storiche della temperatura non sono abbastanza lunghe per catturare la variabilità pre-impatto umano. Ulteriore, utilizzando campioni convenzionali di polline e sedimenti terrestri come proxy climatici possono riflettere parametri confondenti piuttosto che la temperatura, come le precipitazioni, umidità, evapotraspirazione e alterazioni della vegetazione.

Perciò, sono necessari ulteriori record quantitativi di paleo-temperatura per valutare accuratamente la variabilità della temperatura passata nel nord-est degli Stati Uniti, sottolineano i ricercatori. Un paleotermometro terrestre indipendente che si basa sulla misurazione di due sottoprodotti di processi effettuati in GDGT ramificati nei sedimenti lacustri, un metodo introdotto per la prima volta due decenni fa da ricercatori nei Paesi Bassi, offriva un'alternativa promettente, dice Miller.

Gli organismi di origine non sono noti per i GDGT di filiale, fa notare, ma si pensa che siano prodotti in parte da acidobatteri. "Questi sono composti probabilmente prodotti da diverse comunità di alghe e batteri nella membrana, o pelle, " fa notare. "Proprio come per gli umani, la pelle regola la temperatura corporea dell'organismo e questi composti cambiano in risposta alla temperatura. Quindi se crescono in estate, riflettono questo e le mescole sono diverse da quelle prodotte in inverno. Registriamo i composti per ottenere le curve di temperatura. Abbiamo scoperto che sembra esserci un'enorme fioritura di questi organismi in autunno. Dopo che muoiono, si depositano sul fondo del lago. Pensiamo che sia principalmente una temperatura autunnale quella che stiamo rilevando".

Per questo lavoro, Miller e colleghi hanno costruito grandi trappole per sedimenti di plastica e le hanno dispiegate a circa tre metri sotto la superficie di un piccolo, Lago profondo 106 piedi nel Maine centrale a maggio, 2014. Poi si sono tuffati sotto per raccogliere una bottiglia di raccolta dal fondo di ogni trappola ogni mese a giugno, Luglio, agosto e settembre, e il successivo maggio 2015.

Miller dice, "Questo lago è molto profondo per la sua piccola area, con sponde molto ripide. Non sembra avere molto mescolamento di strati d'acqua da venti di superficie. Riteniamo che ciò abbia contribuito a preservare uno strato d'acqua inferiore privo di ossigeno tutto l'anno, noto come anossia, che aiuta nella conservazione degli strati annuali nei sedimenti sul fondo del lago. È raro che un lago sia così bello, linee sottili che rappresentano la deposizione annuale, quindi tutto quello che devi fare è contare le linee per contare gli anni. Abbiamo ricontrollato i nostri risultati con la datazione al radiocarbonio e altri metodi, e si scopre che ricostruire il record di temperatura in questo modo ha avuto successo."

Miller e colleghi affermano che questo progetto ha goduto di un notevole sostegno da più parti, inclusa la UMass Amherst Alumni Association che sostiene il lavoro sul campo degli studenti e la raccolta di dati nel Maine; il dipartimento di geologia del Bates College; finanziamenti dal Servizio Geologico degli Stati Uniti; e all'UMass Amherst, sofisticate apparecchiature di laboratorio di biogeochimica e il Joe Hartshorn Memorial Award del dipartimento di geoscienze, e altra assistenza dal Northeast Climate Adaptation Science Center.

I ricercatori concludono che questa prima ricostruzione della paleo-temperatura unita alla conoscenza specifica del sito di Basin Pond "informa la nostra comprensione della variabilità climatica negli Stati Uniti nordorientali oltre l'era dell'influenza umana" e "contribuisce alla nostra comprensione della produzione e del destino dei brGDGT". " nei sistemi lacustri.