Als natuurlijke klimaatarchieven, de afzettingen in grotten kunnen een belangrijke rol spelen in ons vermogen om klimaatverandering te begrijpen en te voorspellen.

Elke familie heeft van die verhalen die van generatie op generatie worden doorgegeven. Sommige hebben te maken met geschiedenis, anderen over een bepaald individu. Maar veel daarvan hebben te maken met het weer.

Of het nu is wanneer de moessons altijd komen of welke maand het koudste weer brengt, deze verhalen dragen bij aan het klimaatgeheugen van de samenleving. "Omdat deze informatie het klimaat voorspelbaar maakt, het is erg handig om, bijvoorbeeld, een boer die gewassen plant, " zei Dr. Sebastian Breitenbach, een paleoklimatoloog aan de Northumbria University.

Het probleem is dat klimaatverandering grote schade aanricht aan normale weerpatronen, waardoor ons klimaatgeheugen minder betrouwbaar is. "Historisch, samenleving kan omgaan met weersveranderingen, zoals droogte, die maar een paar jaar duren, " voegde Dr. Breitenbach eraan toe. "Maar als de verstoring te lang aanhoudt, dan hebben we de neiging om in de problemen te komen."

Om dergelijke problemen te voorkomen, de samenleving heeft een klimaatgeheugen nodig dat niet generaties teruggaat, maar millennia.

En om dat soort geheugen te krijgen, moet je ondergronds gaan.

Op een kwantitatieve zoektocht

Als het gaat om toegang tot de klimaatgeschiedenis van de aarde, paleoklimaatinformatie genoemd, grotten hebben veel te vertellen.

Grotten zijn rijk aan afzettingen zoals stalactieten en stalagmieten. Speleothemen genoemd, deze afzettingen worden gevormd als water langzaam van het oppervlak naar beneden komt.

"Druppel voor druppel, in de loop van duizenden, of zelfs miljoenen jaren, deze deposito's groeien, waarbij elke laag een record opslaat van hun chemische samenstelling, " zei Dr. Breitenbach. "Als gevolg hiervan, speleothems dienen als uitstekende klimaatarchieven en zijn van vitaal belang om te begrijpen hoe het klimaat varieert en hoe de omgeving reageert op seizoensgebonden tot millennial-tijdschalen."

Om het klimaat en het milieu uit het verleden te reconstrueren, paleoklimatologen gebruiken zogenaamde proxy-indicatoren, indirecte metingen waarmee ze variaties in regenval kunnen detecteren, vegetatie, of extreme gebeurtenissen zoals droogte.

Dus wat betekent dit eigenlijk?

Er achter komen, we vroegen Dr. Breitenbach om uit te leggen:"Het gebruik van proxy's, Ik kan je vertellen of 300, 000 jaar geleden was het klimaat warmer, kouder, natter of droger dan vandaag, " zei hij. "Wat ik je niet kan vertellen is hoeveel warmer, kouder, natter of droger het was."

Om dit soort informatie te krijgen, dat is kwantitatief, Dr. Breitenbach heeft meer complexe volmachten nodig. Gelukkig, via het QUEST-project, hij heeft geholpen bij het ontwikkelen van een reeks nieuwe proxy's die precies dit soort gedetailleerde informatie uit speleothems kunnen halen.

Bijvoorbeeld, een van deze nieuwe proxy's kijkt naar de specifieke chemische verbindingen die in een grotafzetting te vinden zijn. "Een van deze verbindingen wordt alleen geproduceerd als er een natuurbrand plaatsvindt boven de grot, " merkte Dr. Breitenbach op. "Als we deze verbinding in de speleothem vinden, we kunnen reconstrueren wanneer er in het verleden bosbranden plaatsvonden, hun ernst, en hun frequentie."

Dr. Breitenbach en zijn team ontwikkelden ook proxies voor het identificeren van eerdere veranderingen in vegetatie. "Dit soort kwantitatieve informatie is cruciaal om het speleothem-record nuttiger te maken voor klimaatmodelleurs en beleidsmakers, " hij voegde toe.

Naar het verleden kijken om de toekomst te voorspellen

Dr. Breitenbach is niet de enige die op zoek is naar meer gedetailleerde informatie uit het speleothem-record. In feite, vergelijkbaar onderzoek vindt plaats in grotten over de hele wereld.

"Omdat het reconstrueren van vroegere klimaten een uitdaging is, wij zijn altijd op zoek naar nieuwe, betrouwbaardere manieren om informatie uit geologische archieven te extraheren, " zei Anna Nele Meckler, een professor aan de Universiteit van Bergen en een onderzoeker bij het FluidMICS-project.

Prof Meckler is specifiek geïnteresseerd in het verkrijgen van informatie over temperaturen uit het verleden van speleothemen. Dat is omdat, volgens prof. Meckler, het hebben van dergelijke informatie kan ons veel leren over klimaatverandering en de impact die broeikasgassen hebben op ons klimaat.

"We willen begrijpen hoe gevoelig de temperatuur was voor veranderingen in de atmosferische CO . uit het verleden ₂ , hoe temperatuurveranderingen in verschillende regio's met elkaar verbonden waren, en hoe snel deze reacties gebeurden, " ze zei.

Om deze informatie te krijgen, Prof Meckler en haar team ontwikkelen een proces dat de dichtheid van kleine hoeveelheden water in de speleothemen kan bepalen. "Omdat de waterdichtheid gekoppeld is aan de temperatuur op het moment dat het water vastzat in de rots, het kan ons veel vertellen over hoe warm of hoe koud het was op een bepaald moment, " voegde ze eraan toe.

Ons klimaatgeheugen uitbreiden

Hoewel ze allemaal in verschillende grotten en in verschillende delen van de wereld werken, alle drie de onderzoekers werken aan het uitbreiden van ons klimaatgeheugen.

"Omdat klimaatverandering ons snel naar onbekend terrein brengt, we moeten dringend beter begrijpen hoe het klimaatsysteem van vandaag zou kunnen reageren, " zei prof. Meckler. "Op zijn minst we hebben toegang tot eerdere klimaattoestanden en overgangen en kunnen deze informatie gebruiken om ons vermogen te verbeteren om te voorspellen wat ons te wachten staat."

"Als we het verleden niet kennen, hoe kunnen we inschatten hoe kwetsbaar we zijn voor de toekomst, " vraagt ​​Dr. Breitenbach? "Met de juiste technieken, speleothems kunnen licht werpen op dit verleden, waardoor we een vechtkans hebben om te voorspellen - en ons aan te passen - wat er gaat komen."