Il ghiaccio marino è un indicatore critico dei cambiamenti nel clima terrestre. Una nuova scoperta dei ricercatori della Brown University potrebbe fornire agli scienziati un nuovo modo per ricostruire l'abbondanza di ghiaccio marino e le informazioni sulla distribuzione del passato antico, che potrebbe aiutare a comprendere il cambiamento climatico indotto dall'uomo che sta avvenendo ora.

In uno studio pubblicato su Comunicazioni sulla natura , i ricercatori mostrano che una molecola organica che si trova spesso nei sedimenti oceanici ad alta latitudine, noto come alchenone tetrainsaturo (C37:4), è prodotto da una o più specie precedentemente sconosciute di alghe ghiacciate. Mentre la concentrazione di ghiaccio marino diminuisce e fluisce, così fanno le alghe ad esso associate, così come le molecole che lasciano.

"Abbiamo dimostrato che questa molecola è un forte indicatore della concentrazione di ghiaccio marino, " ha detto Karen Wang, un dottorato di ricerca studente alla Brown e autore principale della ricerca. "Guardare la concentrazione di questa molecola nei sedimenti di età diverse potrebbe consentirci di ricostruire la concentrazione di ghiaccio marino nel tempo".

Altri tipi di molecole di alchenone sono stati utilizzati per anni come proxy per la temperatura della superficie del mare. A diverse temperature, le alghe che vivono sulla superficie del mare producono quantità diverse di alchenoni noti come C37:2 e C37:3. Gli scienziati possono utilizzare i rapporti tra queste due molecole trovate nei sedimenti marini per stimare la temperatura passata. C37:4, il fulcro di questo nuovo studio, è stato a lungo considerato un piccolo problema per le misurazioni della temperatura. Si ritrova nei sedimenti prelevati da un punto più vicino all'Artico, eliminando i rapporti C37:2/C37:3.

"Questo era principalmente ciò per cui l'alchenone C37:4 era noto:eliminare i rapporti di temperatura, " disse Yongsong Huang, ricercatore principale del progetto finanziato dalla National Science Foundation e professore al Dipartimento della Terra di Brown, Scienze ambientali e planetarie. "Nessuno sapeva da dove venisse, o se fosse utile a qualcosa. La gente aveva delle teorie, ma nessuno lo sapeva per certo".

Per capirlo, i ricercatori hanno studiato campioni di sedimenti e acqua di mare contenenti C37:4 prelevati da punti ghiacciati intorno all'Artico. Hanno usato tecniche avanzate di sequenziamento del DNA per identificare gli organismi presenti nei campioni. Quel lavoro ha prodotto specie di alghe precedentemente sconosciute dell'ordine Isochrysidales. I ricercatori hanno quindi coltivato quelle nuove specie in laboratorio e hanno dimostrato che erano effettivamente quelle che producevano un'abbondanza eccezionalmente elevata di C37:4.

Il passo successivo è stato vedere se le molecole lasciate da queste alghe che dimorano nel ghiaccio potevano essere utilizzate come proxy affidabile del ghiaccio marino. Fare quello, i ricercatori hanno esaminato le concentrazioni di C37:4 nei nuclei di sedimenti da diversi punti dell'Oceano Artico vicino agli attuali margini del ghiaccio marino. Nel recente passato, È noto che il ghiaccio marino in questi punti è stato molto sensibile alle variazioni di temperatura regionali. Quel lavoro ha scoperto che le più alte concentrazioni di C37:4 si sono verificate quando il clima era più freddo e il ghiaccio era al suo apice. Le più alte concentrazioni risalgono al Younger-Dryas, un periodo di condizioni molto fredde e gelate che si è verificato intorno alle 12, 000 anni fa. Quando il clima era più caldo e il ghiaccio si abbassava, C37:4 era scarso, la ricerca ha trovato.

"Le correlazioni che abbiamo trovato con questo nuovo proxy erano molto più forti di altri marcatori usati dalle persone, " disse Huang, ricercatore presso l'Institute at Brown for Environment and Society. "Nessuna correlazione sarà perfetta perché modellare il ghiaccio marino è un processo disordinato, ma questo è probabilmente il più forte che otterrai."

E questo nuovo proxy ha alcuni vantaggi aggiuntivi rispetto ad altri, dicono i ricercatori. Un altro metodo per ricostruire il ghiaccio marino prevede la ricerca di resti fossili di un altro tipo di alghe chiamate diatomee. Ma quel metodo diventa meno affidabile più indietro nel tempo perché le molecole fossili possono degradarsi. Molecole come C37:4 tendono ad essere conservate in modo più robusto, rendendoli potenzialmente migliori per le ricostruzioni nel tempo profondo rispetto ad altri metodi.

I ricercatori hanno in programma di approfondire la ricerca su queste nuove specie di alghe per capire meglio come si incastrano nel ghiaccio marino, e come producono questo composto alchenonico. Le alghe sembrano vivere in bolle di salamoia e canali all'interno del ghiaccio marino, ma può anche fiorire subito dopo lo scioglimento del ghiaccio. Comprendere queste dinamiche aiuterà i ricercatori a calibrare meglio C37:4 come proxy del ghiaccio marino.

In definitiva, i ricercatori sperano che il nuovo proxy consentirà una migliore comprensione delle dinamiche del ghiaccio marino nel tempo. Queste informazioni migliorerebbero i modelli del clima passato, che permetterebbe di prevedere meglio i futuri cambiamenti climatici.