Mikroalger fra gammel borekerne kaster nyt lys over berømt fortids-hedetur

Publiceret 15-10-2020
Nyhed

Med en sindrig metode kunne forskere pludselig udvinde en fuld klimadagbog fra en gammel borekerne, der afslører, hvordan temperaturen steg markant for ca. 18 mio. år siden. Data som kan bruges til nutidens klimamodeller.

Sådan kan Danmark have set ud under den ekstra varme periode i Miocæn - frodig skov med eksotiske dyr som fortidselefanter og næsehorn. Perioden kan bruges til studier i nutidens klimaforandringer. (Illustration: Stefan Sølberg, GEUS)

For mellem 18 og 14 millioner år siden oplevede Jorden en markant temperaturstigning, der formentlig blev sat i gang af stigende CO2-niveauer fra øget vulkansk aktivitet. Ophedningen skete i Miocæn-tidsperioden, og kaldes derfor det Miocæne Klimatiske Optimum. Fænomenet bruges tit som en slags klimaskabelon til at forudsige, hvad der kan ske, hvis det nuværende CO2-niveau fortsætter med at stige.

Koncentrationen af CO2 i atmosfæren dengang menes at have nået op på ca. 500 parts per million (ppm), hvor vi i skrivende stund ligger på 414. Dengang steg temperaturen med op imod seks grader, hvilket er tre gange mere end de to graders temperaturstigning, som vi håber, vi kan holde os under ved slutningen af dette århundrede ifølge Paris-aftalen.

Derfor er det meget vigtigt at forstå mekanismerne, der forårsagede temperaturstigningen i Miocæn, og her har et hold af forskere fra De Nationale Geologiske Undersøgelser for Danmark og Grønland (GEUS) netop taget et tigerspring. Med en ny teknik har de nemlig kunnet måle, hvordan temperaturen ændrede sig både før, under og efter det Miocæne Klimatiske Optimum. En artikel, der for nylig udkom i tidsskriftet Paleoceanography and Paleoclimatology. 

”Det er en meget vigtig brik i et rigtig svært puslespil, vi har fået lagt på plads her. Det er første gang man har kunnet lave målinger over en så lang, kontinuerlig del af den miocæne tidsperiode fra den nordatlantiske region, og denne brik har virkelig manglet i klimaforskningen i mange år. Vi har bare ikke haft metoderne til at lave temperaturmålingerne i denne region før nu,” fortæller en af studiets medforfattere Kasia Sliwinska fra GEUS’ Afdeling for Stratigrafi.

Indtil nu har forskernes viden om datidens temperaturstigning taget udgangspunkt i borekerner fra den sydlige halvkugle og omkring ækvator, og enkelte, kortere tidsserier fra nord.

Mikroalge med uforgængeligt molekyle

For et par år siden kom der den glædelige nyhed, at nu kunne man måle fortidens temperaturer via molekyler ved navn alkenoner. De produceres af en mikroalge, der findes overalt i verdenshavene, og har gjort det i mange millioner år. Det geniale er, at de producerer alkenoner med lidt forskellig opbygning alt efter, hvor varmt havet er. Og havets temperatur følger atmosfærens.

Da alkenonerne viste sig at være nærmest unedbrydelige, kunne man altså måle temperatursvingninger gennem tiden ved at måle på indholdet af de forskellige alkenontyper i havbunden. Her er de nemlig faldet til bunds, når algerne er døde, og langsomt blevet begravet under nye lag, der igen er begravet under nye lag, et cetera.

”Vi havde en gammel borekerne liggende, hvis sedimenter repræsenterer en uafbrudt tidslinje ned igennem den del af havbunden, der blev aflejret gennem den Miocæne tidsperiode. Det er den eneste borekerne, vi har i Danmark, der dækker et så langt tidsinterval i så stor detaljegrad, og derfor blev den en virkelig god kilde til viden om temperaturstigningen i Miocæn, med den nye metode,” fortæller Kasia Sliwinska.

Da forskerholdet målte på alkenonfordelingen ned gennem borekernen, viste resultaterne den samme markante stigning i temperatur for mellem 18 og 14 millioner år siden, som man tidligere har målt i borekernerne fra de sydlige egne.

”Det vil altså sige, at temperaturstigningen i midten af Miocæn har været et globalt fænomen. Det har man ikke kunnet konkludere med sikkerhed før,” siger hun.

Derudover giver de nye målinger også et indblik i, hvordan temperaturen var inden og efter udsvinget.

”Prøverne viste, at temperaturen faktisk faldt til et lavere niveau efter optimummet, end før temperaturen steg. Den vendte ikke bare tilbage til udgangspunktet, og det er ret interessant,” siger forskeren.

"Vores studie viser overordnet set, at det globale klima er følsomt over for CO2, og at stigninger i koncentrationen før har haft store konsekvenser.”

 

Et stykke af kernen, som forskerne undersøgte
Et stykke af borekernen fra Nordsøen, som forskerne undersøgte i studiet. (Foto: Kasia Sliwinska)

Vigtigt med data fra nord

Hvad mere er, så er den nye dataserie også i sig selv enormt vigtig for den videre klimaforskning.  Den slags klimadata fra den nordlige del af Atlanten er det nemlig særligt vigtigt at få flere af.

”Hvis vi ser på vores klima i dag, så har Nordatlanten og dens havstrømme en nøglerolle i klimasystemet. For eksempel er Golfstrømmen jo grunden til, at der ikke er så koldt i Nordeuropa som i Canada. Vi ved ikke, om forholdene i Nordatlanten var lige så vigtige for klimaet dengang, men i hvert fald er det vigtigt at skaffe flere data derfra for at finde ud af det,” siger Kasia Sliwinska.

En af grundene til de manglende nordlige klimadata er, at den konventionelle metode til at undersøge fortidens klima ikke kan  anvendes i Nordatlanten, og vores viden om dette område har derfor været mangelfuld.

”Men nu, hvor vi har nye metoder til studier af palæoklimaet, som også giver gode data i Nordatlanten, begynder der at blive flere, der er interesserede i at investere i data derfra,” fortæller forskeren. Blandt andet planlægger forskere fra GEUS en ekspedition til Nordatlanten under International Ocean Discovery Program i de kommende år, netop for at tage flere prøver fra havbunden også igennem den Miocæne lagserie. Det er godt, for de globale klimamodeller mangler dem.

“Lige nu er det et blindt område i klimaforskningen og de moderne klimamodeller, men med den nye målemetode kan vi bedre finde ud af, hvad der skete dengang og dermed få en bedre ide om, hvad der kan komme til at ske i fremtiden,” slutter hun.

Kasia (Katarzyna) Sliwinska

Seniorforsker
Stratigrafi
Telefon91333723

Johanne Kusnitzoff

Redaktør
Presse og Kommunikation
Telefon91333954

Målbare molekyler

Mikroalgen Emiliania huxleyi  er af typen coccolithophor, som finds I stort set alle havets økosystemer, tropiske som arktiske. De er meget talrige og kan sommetider skabe enorme algeopblomstringer, der kan ses fra rummet. Desuden producerer den et type meget bestandige molekyler, alkenoner, som varierer lidt afhængigt af temperaturen. Da molekylerne stadig kan måles efter mange tusind år, kan de derfor bruges til at måle temperaturen i havet gennem tiden. Når algerne dør, falder de nemlig til bunds og aflejres i havbunden, hvor alkenonerne bliver liggende, selvom selve algen nedbrydes. 

Selve det at måle temperaturer i havbunden via alkenoner er ikke nyt, men først for nylig blev det muligt at gøre det på den type borekerner, dette studie har kigget på. 

Foto: Alison R. Taylor (University of North Carolina Wilmington Microscopy Facility)

Miocæn

Perioden fra for 23 mio. år siden til for 5,3 mio. år siden hedder Miocæn. Det var en periode, hvor klimaet over hele Jorden blev meget varmt, for relativt hurtigt at blive koldt igen. I den varme periode levede der mere varmevante dyr i Danmark som elefanter, og klimaet var mere tropisk. 

Om projektet

Forskningsprojektet er et samarbejde mellem:

  • GEUS
  • Brown University (USA)

 Den danske del af projektet er finansieret af Geocenter Danmark.