Stalagmieten uit Lake Shasta Caverns (LSC) - gelegen in het noorden van Californië in een belangrijke overgangsklimaatzone tussen de Pacific Northwest en het zuidwesten van de Verenigde Staten - bevatten geochemische aanwijzingen om onderzoekers te helpen begrijpen hoe het klimaat veranderde tijdens het einde van de laatste ijstijd (14, 000-37, 000 jaar geleden) en voorspellen wat er kan gebeuren te midden van klimaatveranderingen in de moderne tijd.

Een soort speleothem, stalagmieten zijn indrukwekkende rotsformaties gemaakt van calciumcarbonaat die vanuit grotbodems omhoog groeien. Ze kunnen duizenden jaren nodig hebben om te groeien; van waterdruppels die de langzame reis maken van regenwater door de aarde en uiteindelijk door breuken op de plafonds van grotten naar de vloer druppelen. Jessica Ooster, universitair hoofddocent aard- en milieuwetenschappen en paleoklimatoloog, de geochemische eigenschappen binnen de stalagmieten gemeten, inclusief de stabiele isotopen van zuurstof en koolstof bij LSC om te begrijpen hoe klimatologische en omgevingsfactoren in de regio veranderden tijdens en na de laatste ijstijd.

Het artikel, "Multi-proxy stalagmiet-records uit Noord-Californië onthullen dynamische patronen van regionaal hydroklimaat gedurende de laatste glaciale cyclus, " werd online gepubliceerd in het tijdschrift Kwartair wetenschappelijke beoordelingen op 24 juni. Het is tot 13 augustus gratis te downloaden.

Terwijl wetenschappers al meer dan een eeuw werken aan het reconstrueren van de klimaatgeschiedenis van de westelijke VS, de vele bergketens en microklimaten in de regio dragen bij aan grote variaties in de klimaatverandering in het verleden in dit gebied. Het is opmerkelijk om een ​​record te hebben van LSC in Noord-Californië vanwege de ligging op de grens tussen het zuidwesten van de VS en de Pacific Northwest, twee delen van het westen van de VS die tegenwoordig verschillende klimaten kennen en in het verleden verschillend hebben gereageerd op klimaatverandering.

Een voordeel van speleothemen als meetinstrumenten van klimaatverandering is dat ze nauwkeurig en nauwkeurig kunnen worden gedateerd door isotopen van uranium en thorium te meten die vastzitten in de stalagmiet terwijl deze groeit. Deze zeer krachtige datingtool werkt tot 500, 000 jaar voor heden, veel verder in het verleden dan radiokoolstofdatering, die maximaal 50 is, 000 jaar. Oster en haar medewerkers dateerden twee stalagmieten en analyseerden hun geochemie. Ze ontdekten dat de hoeveelheid regenval bij LSC in het verleden snel varieerde, gelijktijdig met bekende klimaatveranderingen tijdens en na de laatste ijstijd die zijn opgemerkt in andere paleoklimaatrecords op het noordelijk halfrond. Ze ontdekten ook dat er perioden waren waarin het klimaat in de buurt van LSC meer leek op het klimaat van de Pacific Northwest, en andere perioden waarin het meer op het zuidwesten leek, wat aangeeft dat de locatie van de grens tussen deze zones mogelijk niet altijd is gelegen waar we het vandaag de dag begrijpen.

De grote en snelle variaties in regenval die zijn geregistreerd in de LSC-stalagmieten, tonen aan dat het klimaat in Noord-Californië gevoelig is voor veranderingen die elders in de wereld plaatsvinden, en dat de regenval in dit gebied kan toenemen of afnemen als reactie op relatief kleine veranderingen in het mondiale klimaat. Vooral, Oster was in staat om de klimaatveranderingen die bij LSC zijn geïdentificeerd met elkaar te verbinden, een nationaal natuurlijk monument op twee en een half uur ten noorden van Sacramento, met die van het referentieklimaatrecord voor het noordelijk halfrond, de Groenlandse ijskernrecords. Het is aannemelijk dat als klimaatveranderingen in Groenland en Noord-Californië destijds verband hielden, ze kunnen nu verwant zijn (momenteel smelt de Groenlandse ijskap snel).

"Onze bevindingen bieden ons aanwijzingen over het gedrag van het klimaatsysteem in de regio en wat regenval in Californië doet als reactie op klimaatveranderingen die mogelijk al over de hele wereld plaatsvinden, "zei Oster. "We kunnen dit onderzoek dat terugkijkt gebruiken om vooruit te kijken. Dit is enorm belangrijk omdat de semi-aride omgeving rond Lake Shasta Caverns gevoelig is voor veranderingen in regenval en het nabijgelegen Shasta Lake het grootste waterreservoir van de staat is. Elke verandering in regenval rond Lake Shasta heeft het potentieel om de watervoorraden voor de hele staat Californië te beïnvloeden."

Als we een onbekend klimaatgebied betreden, grootschalige modellen die de mondiale gemeenschap helpen oriënteren, geven op regionale schaal vaak onvoldoende informatie over waar lokale gemeenschappen op voorbereid zouden moeten zijn. Het hebben van een sterk paleoklimaatrecord biedt een waardevol kader om te begrijpen hoe een regionaal klimaat in het verleden is veranderd en wat er in de toekomst zou kunnen komen.

Het project, die begon als de masterscriptie van student Izzy Weisman en profiteerde van de bijdragen van verschillende niet-gegradueerde studenten van Oster, heeft de deuren geopend voor toekomstig onderzoek, inclusief de ontwikkeling van kwantitatieve reconstructies van hoe regenval in het verleden is veranderd, die van groot nut zal zijn voor lokale stads- en hulpbronnenplanners. Dit werk is ook interessant voor milieuwetenschappers die de reacties op klimaatveranderingen onderzoeken in regio's met vergelijkbare geologische kenmerken over de hele wereld.