Het begin van de meest recente ijstijd, ongeveer 2,6 miljoen jaar geleden, veranderde waar de westelijke Golf van Mexico zijn aanvoer van sedimenten krijgt. De bevinding voegt nieuw inzicht toe in hoe extreme klimaatverandering een directe invloed kan hebben op fundamentele geologische processen en hoe die effecten zich uiten in verschillende omgevingen.

Uit het onderzoek bleek dat dezelfde klimaatveranderingen die gletsjers op het noordelijk halfrond deden groeien, de sedimentproductie in het zuiden van Mexico verminderden, terwijl de sedimentproductie langs het stroomgebied van de rivier de Mississippi werd opgevoerd.

De studie was eerder online beschikbaar op 8 oktober, 2018 voorafgaand aan de definitieve publicatie in print op 1 november 2018, in het journaal Geologie . Angela Hessler, de directeur van het Deep Time Institute, leidde het onderzoek. Het was co-auteur van Jacob Covault, een onderzoekswetenschapper aan de Universiteit van Texas in Austin Bureau of Economic Geology; Daniël Stockli, een professor in de afdeling Geologische Wetenschappen aan de UT Jackson School of Geosciences; en Andrea Fildani, een wetenschapper bij het Equinor Research Center Austin.

Het Bureau of Economic Geology is een onderzoekseenheid van de Jackson School.

De Golf van Mexico vangt al zo'n 200 miljoen jaar sedimenten op die door rivieren worden getransporteerd. De sedimentlagen die zich ophopen op de zeebodem leggen informatie vast over de oorsprong van de sedimenten en de erosieve processen die ze uit de rots hebben getild. In dit onderzoek, de wetenschappers onderzochten sedimenten die waren afgezet tijdens de 20 miljoen jaar durende overgang van het Mioceen naar het Pleistoceen, toen het klimaat op aarde overging van een relatief warme periode naar een ijstijd.

"Het is een belangrijke klimaatverandering, " zei Hessler. "Klimaatcycli veranderden, en het is mogelijk dat de erodibiliteit en het transportmechanisme in Noord-Amerika zijn veranderd om al dit materiaal naar Mexico te kunnen afvoeren."

Op basis van de samenstelling van de sedimenten, de onderzoekers konden vaststellen dat de primaire aanvoer van sedimenten tijdens het midden tot late Mioceen afkomstig was van rivieren in het zuiden van Mexico. Dit kwam als een verrassing vanwege het relatief kleine stroomgebied van de rivieren - een gebied in de tropische hooglanden van Mexico van ongeveer 300 bij 500 vierkante kilometer, of ongeveer zo groot als Illinois. Echter, de sedimenten onthulden dat wat het gebied aan omvang ontbrak, het compenseerde met zeer erodeerbare omstandigheden, waaronder een nat klimaat en tektonische activiteit zoals opbeurende bergen en vulkanen.

Maar die omgeving veranderde met de wereldwijde afkoeling van het Pleistoceen. De hooglanden werden droog en dor. En terwijl de tektonische activiteit nog steeds voortduurde, het gebrek aan neerslag betekende dat het verse gesteente en vulkanisch puin grotendeels op hun plaats bleven. In wat nu de Verenigde Staten zijn, grote ijskappen begonnen zich te vormen en rots te eroderen terwijl ze over het continent stroomden.

Uit de studie bleek dat deze extreme klimaatverandering wordt weerspiegeld door een verandering in sedimenten. Tegen het midden van het Pleistoceen, bijna alle sedimenten in de Golf van Mexico kwamen uit het noorden via de rivier de Mississippi, die sedimenten verzamelden uit waterwegen over het hele continent.

De studie kon zoveel uitpakken over de leeftijd, oorsprong en omgeving van de sedimenten vanwege grondige onderzoeksmethoden die de modder onderzochten die door de sedimenten samen met de korrels werd gecreëerd, zei Stockli.

"Een van de echt coole dingen van dit artikel is dat er niet zoveel onderzoeken zijn geweest die de twee records daadwerkelijk combineren, zei hij. "Traditioneel doen mensen niet zoveel met de modder, maar die klei vertelt ons zoveel over de verwering, en wat die voorwaarden zijn."

De door de wetenschappers gebruikte methoden omvatten, microscoopobservaties van zandkorrels, geochemische analyses van sporenelementen in sedimentmodders met behulp van massaspectrometrie, en zirkoon U-Pb isotoopanalyses. De sedimenten zelf waren afkomstig van vijf kernmonsters die door het Deep Sea Drilling Project uit de hele Golf van Mexico werden gehaald. de voorloper van het International Ocean Discovery Program, ongeveer 50 jaar geleden.

Door te bestuderen hoe het klimaat op aarde het sedimenttransport beïnvloedt, kunnen onderzoekers het verband tussen klimaatverandering en andere geologische processen begrijpen. Dit verband kan een belangrijk aandachtspunt zijn bij het voorspellen van de toekomstige effecten van klimaatverandering op de rest van de natuurlijke wereld.

"Al deze informatie over herkomst, en hoe dingen op een of ander moment met elkaar in wisselwerking stonden, of klimaat - het zit allemaal in dit stratigrafische archief, "zei Covault. "Er zijn maar een paar mensen nodig om het uit te zoeken en een heel interessant verhaal samen te stellen dat implicaties heeft buiten de Golf van Mexico, voor andere plaatsen die mogelijk onderhevig zijn aan klimaatverandering."