Onderzoekers van de Universiteit van Minnesota hebben ontdekt dat grote overstromingen en grote hoeveelheden neerslag plaatsvinden in cycli van 500 jaar in centraal China. Deze bevindingen werpen licht op de voorspelling van toekomstige overstromingen en verbeteren het begrip van klimaatverandering in de loop van de tijd en het potentiële mechanisme van sterke neerslag in moessongebieden.

Het onderzoek is gepubliceerd in het gepubliceerd in de Proceedings van de Amerikaanse National Academy of Sciences ( PNAS ), een toonaangevend wetenschappelijk tijdschrift.

"Om te voorspellen hoe klimaatverandering de toekomst zal beïnvloeden, het is belangrijk om te weten wat er in het verleden is gebeurd, " zei Joshua Feinberg, een universitair hoofddocent aardwetenschappen aan de Universiteit van Minnesota en associate director van het Institute for Rock Magnetism, die het onderzoek begeleidde.

"Naarmate de variabiliteit en intensiteit van stormen in de wereld toenemen, we moeten opnieuw evalueren wat de frequentie van deze grote stormen zou kunnen zijn, Feinberg zei. "We hadden niet het potentieel om dit soort neerslagregistraties voor het grootste deel van de wereld te ontwikkelen, tot nu. Deze speleothems bieden meer dan 8, 000 jaar aan gegevens die ons ertoe hebben gebracht om met sterk vertrouwen de aanwezigheid van een 500-jarige cyclus te identificeren, " hij voegde toe

Bij het onderzoek werden stalagmieten gebruikt die werden verzameld uit de Heshang-grot in centraal China in de afwatering van de Yangtze-rivier. Onderzoekers maten de magnetische eigenschappen van gelaagde stalagmieten, of kolomvormige minerale afzettingen gevormd in grotten door de groei van carbonaatmineralen uit druipend grondwater. Naarmate ze zich in de loop van de tijd vormen, stalagmieten ontwikkelen jaarlijkse lagen van het mineraal calciet, die in grote lijnen lijken op de ringen van een boom. Ze verzamelen ook ijzerrijke magnetische materialen binnen deze lagen, die zijn ontstaan ​​in bovenliggende grond en tijdens neerslag en overstromingen naar de grot worden getransporteerd. Deze ijzerrijke mineralen zijn veel kleiner dan de breedte van een mensenhaar, maar produceren een sterk magnetisch signaal dat gemakkelijk kan worden gemeten door moderne magnetometers.

Feinberg en zijn team analyseerden de magnetische eigenschappen van de gelaagde stalagmieten en ontdekten meer dan 8, 000 jaar aan gegevens in de materialen. De magnetische gegevens varieerden zodanig dat een 500-jarige cyclus van stormvariatie werd gevolgd, waar nattere intervallen een verhoogde concentratie van magnetische mineralen vertoonden. Dit correleert goed met de cycli van het El Niño Southern Oscillation-patroon en gemeten veranderingen in de hoeveelheid energie van de zon. De cyclus kan worden gebruikt om te anticiperen op brede neerslagpatronen in de toekomst, en inzicht geven in de klimaatverandering in de regio in de tijd. Feinberg en zijn team hopen dit werk waar mogelijk over de hele wereld uit te breiden.

Met de hulp van het Institute for Rock Magnetism (IRM), gevestigd aan de Universiteit van Minnesota, de groep was in staat om de magnetische materialen binnen de speleothemen te meten met een hogere resolutie en gevoeligheid dan voorheen mogelijk was. Veel rotsen registreren de richting en sterkte van het magnetische veld van de aarde op het moment van hun vorming. Door deze magnetisaties te meten, onderzoekers kunnen laten zien hoe tektonische platen zich in de loop van de tijd over de aardbol hebben verplaatst, evenals hoe het magnetisch veld van de aarde varieert over tijdschalen variërend van miljoenen jaren tot decennia. Het kortetermijngedrag van het aardmagnetisch veld heeft belangrijke gevolgen voor satellieten en satellietcommunicatie.