In goudmijnen bij Fairbanks, Alaska, wetenschappers jagen op iets kostbaars - en het is geen metaal.

Ze zoeken door lagen van oud sediment naar aanwijzingen over hoe het klimaat in de regio veranderde tijdens perioden van prehistorische opwarming van de aarde. Het bewijs zit in het vuil zelf, die chemische verbindingen bevat die informatie kunnen onthullen over de vraag of de regio natter of droger werd toen de temperatuur in de oudheid veranderde.

Het lopende project, gefinancierd door een subsidie ​​van de National Geographic Society, zou onderzoekers en beleidsmakers kunnen helpen begrijpen hoe Alaska de komende jaren zou kunnen reageren als de planeet weer warmer wordt.

Het is een dringend onderwerp van studie, omdat de staat de effecten van klimaatverandering al voelt.

Volgens de nationale klimaatanalyse van 2014, Alaska heeft, gemiddeld, veel sneller opgewarmd dan de rest van de VS in de afgelopen decennia. Het rapport stelt vast dat gletsjers smelten, het risico op bosbranden neemt toe en de lokale visserij is kwetsbaar voor veranderingen in de temperatuur van de oceaan.

"Alaska ervaart momenteel een snelle klimaatverandering, " zegt Elisabeth Thomas, doctoraat, de geoloog van de Universiteit van Buffalo die de studie leidt. "Door te bestuderen hoe het klimaat in deze regio zich in het verleden in echt warme periodes gedroeg, kunnen we betere voorspellingen doen over de toekomst."

"Een andere reden waarom dit een interessante plek is om te bestuderen, is dat regio's op hoge breedtegraden een belangrijke factor zijn voor klimaatverandering. Als ze opwarmen, gletsjers en ijskappen smelten, en dat heeft gevolgen voor mensen over de hele wereld, omdat het de zeespiegel kan doen stijgen, " zegt Tomas, een assistent-professor geologie aan het UB College of Arts and Sciences.

De muren van door mensen gemaakte canyons bestuderen

Het gebied waar Thomas werkt, ligt ten westen van Fairbanks, net ten zuiden van de poolcirkel.

Deze zomer, ze reisde daarheen met een team waaronder Britta Jensen, doctoraat, assistent-professor aard- en atmosferische wetenschappen aan de Universiteit van Alberta; Kayla Hollister, een UB-masterstudent geologie; en Nathan Polard-Yopek, een masterstudent in aard- en atmosferische wetenschappen aan de Universiteit van Alberta.

De mijnen waar de wetenschappers monsters verzamelen, zijn placer-mijnen waar ooit oude kreken stroomden, het achterlaten van afzettingen van grind dat goud bevat. Vandaag, dat grind is begraven onder honderden meters door de wind opgeblazen slib - afzettingen die löss worden genoemd - die hun oorsprong vinden in nabijgelegen bergen wanneer gletsjers rots tot stof verpletteren.

Om bij het edelmetaal te komen, mijnwerkers moeten diepe greppels graven in het landschap. De wanden van deze canyons fungeren als een record van de prehistorische tijd. Ze houden laag op laag löss vast in prachtige aardetinten - zachte grijstinten, zandgeel, variaties van oker - die wetenschappers kunnen dateren en analyseren om meer te weten te komen over de klimaatgeschiedenis van de regio.

"Er is al tientallen jaren een samenwerking tussen mijnwerkers en klimaatonderzoekers, " zegt Thomas. "De mijnwerkers graven deze gigantische bergen slib uit, wat betekent dat we het niet zelf hoeven te doen. Ze waren blij om ons te ontvangen. Voor hen, het sediment is gewoon iets wat ze constant in beweging zijn, dus toen we vroegen of we naar de muren van deze mijnen mochten kijken, zouden ze opgewonden zeggen, 'Je geeft om ons vuil?'

Interpreteren van chemische aanwijzingen in vuil

Sediment uit de mijnen bevat allerlei fascinerende relikwieën, zoals de overblijfselen van oude bomen en de gigantische botten van lang geleden overleden mammoeten (Hollister mocht er een knuffelen).

Maar het is echt het vuil dat de onderzoekers interesseert.

Gedurende de afgelopen miljoenen jaren, cyclische klimaatpatronen, aangedreven door veranderingen in de baan van de aarde, zorgden ervoor dat gletsjers in de bergen van Alaska groeiden en krimpen.

Toen gletsjers groot waren, löss werd snel in de buurt afgezet in dikke lagen. Maar toen het klimaat opwarmde en de gletsjers slonken, bossen groeiden bovenop de löss. Deze gebieden zouden in koelere tijden weer onder het stof komen te liggen, enzovoort. Vandaag, wat overblijft van de oude bossen zijn lagen gewortelde bomen, stukjes mos, en rijk, donkere grond - allemaal nog te vinden in de muren van de mijnen.

Tijdens de zomervakantie naar Alaska, het onderzoeksteam heeft zorgvuldig secties van sediment gemeten en verwijderd voor studie.

Jensen's lab zal monsters van vulkanische as dateren die in de löss zijn begraven, die een idee zullen geven van hoe oud verschillende secties van sediment zijn. In de tussentijd, Thomas en haar team zullen verschillende verbindingen in het sediment analyseren om meer te weten te komen over het prehistorische klimaat in de regio.

Eén materiaal dat de onderzoekers zullen onderzoeken:chemicaliën genaamd glyceroldialkylglyceroltetraethers (GDGT's), die in de löss zijn ingebed. GDGT's, geproduceerd door bacteriën, kan worden gebruikt om prehistorische temperatuurtrends te reconstrueren. In een aparte analyse de wetenschappers zullen de overblijfselen van oude bladwas onderzoeken, ook gevonden in het sediment. De chemische samenstelling van deze verbindingen kan licht werpen op hoe het effectieve vochtgehalte van de regio - beïnvloed door vochtigheid en regenval - in de loop van de tijd fluctueerde.

De studie zal betrekking hebben op verschillende warme intervallen die zich hebben voorgedaan tijdens het Pleistoceen, die ongeveer 2,6 miljoen jaar geleden begon en ongeveer 12 eindigde, 000 jaar geleden.