Als je in een stalagmiet kijkt, kijk je tienduizenden jaren terug in de tijd om te zien hoe de klimaatpatronen van de aarde de wereld waarin we vandaag leven hebben gevormd.

Zoals boomringen, grotstalagmieten zijn een portaal naar een prehistorische aarde, en nu hebben wetenschappers van UNSW Sydney ontdekt dat ze consistent betrouwbaar zijn als tijdregistraties over de hele wereld.

In een wereldwijd onderzoek naar de groei-eigenschappen van over de hele wereld verspreide stalagmieten, de wetenschappers ontdekten dat hoewel groeischommelingen als gevolg van klimaatgebeurtenissen duidelijk zijn in de kortere periode, De groei van stalagmieten over de langere perioden - tienduizenden jaren - is verrassend lineair.

"Onze nieuwe wereldwijde analyse laat zien dat we de groei van stalagmieten kunnen beschouwen als een metronoom en zeer constant over honderden en duizenden jaren, " zegt professor Andy Baker, UNSW School of Biological, Aard- en milieuwetenschappen.

"Soms kunnen extreme weersomstandigheden deze metronoom enkele jaren verstoren, de groei een beetje sneller of langzamer maken, en dat kunnen we gebruiken om klimaatvariaties te onderzoeken.

"Maar in het algemeen, De groei van stalagmieten is voorspelbaar en het is deze unieke eigenschap die ze zo waardevol maakt voor onderzoekers - je kunt de tijd in het verleden zien door de zeer regelmatige jaarringen te gebruiken die overal ter wereld aanwezig zijn."

stalagmieten, die uit grotvloeren groeien als water druppelt van stalactieten aan het plafond van de grot, zijn het resultaat van chemicaliën die door het water worden gedragen in een oplossing die in de grot in vaste vorm verandert. Ze zijn opgebouwd uit lagen calcietkristallen, die perfect op elkaar kunnen worden gestapeld als niets de groei verstoort.

"Maar in werkelijkheid, er zijn veel ongeregeldheden in grotten, " zegt prof. Bakker.

"Kleine deeltjes uit de grond erboven en sporenelementen van chemicaliën kunnen de stapeling verstoren om poriën tussen groeiende kristallen te creëren of zelfs enigszins hun vorm in de morfologie - of stof - van de groeiende kristallen te veranderen."

Gestage groei

Wetenschappers hebben al geruime tijd stalagmieten gebruikt als graadmeters voor verschillende delen van de toestand van de planeet gedurende millennia, maar of alle stalagmieten op dezelfde manier groeiden in grotten met verschillende klimatologische omstandigheden, bleef tot nu toe onbekend.

"Vóór deze analyse, we hadden geen bewijs dat stalagmieten alleen worden gevonden in regio's met seizoensgebonden neerslag, het was ook niet duidelijk dat de groeisnelheid van stalagmieten relatief onveranderlijk is in de tijd en dat dit een alomtegenwoordige eigenschap is, " zegt prof. Baker.

"Wat we hebben geleerd, is dat om een ​​omgevingssignaal te behouden in variaties in de dikte van stalagmietlaminae, een grote verstoring van weerpatronen is vereist, zoals langdurige natte of droge jaren geassocieerd met El Niño of La Niña.

"Maar in regio's met een seizoensgebonden neerslag, de constante groei op lange termijn van gelamineerde stalagmieten biedt een ongeëvenaarde capaciteit voor nauwkeurige chronologie bouwen."

De onderzoekers ontdekten dat tussen verschillende locaties over de hele wereld, warmere klimaten neigden in de loop van de tijd naar meer stalagmietengroei, terwijl koudere klimaten de groei zagen vertragen.

Maar het onderzoek toonde aan dat de meeste stalagmietmonsters, ongeacht de locatie, volgde een lineaire groei over de tijdschaal van tienduizenden jaren.

"De 'wereldwijde gemiddelde stalagmiet' is in de afgelopen 11 met ongeveer een meter toegenomen, 000 jaar, " zegt prof. Baker.

Momentopname van het verleden

Door de manier waarop de laminae is georganiseerd te analyseren, kunnen wetenschappers de omgevingsomstandigheden en weersomstandigheden uit het verre verleden lezen. In seizoensgebonden klimaten, deze veranderingen in de stof kunnen met regelmatige tussenpozen optreden, het produceren van lagen die ze 'jaarlijks gelamineerde stalagmieten' noemen. zoals gebeurt met het El Niño/La Niña Southern Oscillation-fenomeen met megadroogtes, bosbranden en overstromingen, variaties in diktes van stalagmiet laminae kunnen essentiële aanwijzingen opleveren.

"We kunnen ander chemisch bewijs in stalagmieten gebruiken om gegevens te verkrijgen over veranderingen in het milieu in het verleden, en weet precies wanneer dit is gebeurd, " zegt prof. Bakker.

"Bijvoorbeeld, bij UNSW reconstrueren we voor het eerst vuurgeschiedenissen van grotstalagmieten. Werken in West-Australië, en het gebruik van stalagmieten met deze continue laminae en regelmatige groei, we kunnen vaststellen hoe vaak er in het verleden branden zijn geweest aan de hand van de sporen die zijn achtergelaten van het oplosbare deel van de bosbrandas die door druppelwater naar de stalagmiet wordt getransporteerd."

De onderzoekers zeggen dat ze nog steeds een beperkt begrip hebben van hoe kristallen binnen elke lamina groeien, dus toekomstige studies zouden de interne structuur van de laminae en de betrokken kristalgroeimechanismen kunnen onderzoeken.

De analyse, "De eigenschappen van jaarlijks gelamineerde stalagmieten - een wereldwijde synthese, " werd gepubliceerd in het aprilnummer van Beoordelingen van Geofysica logboek.