Onderzoekers van het Indian Institute of Science (IISc) hebben een manier gevonden om de temperatuur van het oude zeewater te schatten door minuscule botten in de oren van vissen te onderzoeken.

Oceanen bedekken driekwart van het aardoppervlak en herbergen vele opmerkelijke levensvormen. Aardwetenschappers hebben in de loop van de tijd geprobeerd de temperatuur van het zeewater te reconstrueren, maar het is niet eenvoudig om dat te doen. "Als je teruggaat in de tijd, heb je geen gefossiliseerd zeewater", legt Ramananda Chakrabarti uit, universitair hoofddocent bij het Center for Earth Sciences (CEaS), IISc, en corresponderend auteur van de studie gepubliceerd in Chemical Geology . Daarom hebben hij en zijn Ph.D. student, Surajit Mondal, in samenwerking met Prosenjit Ghosh, professor aan CEaS, wendde zich tot otolieten - kleine botten gevonden in het binnenoor van vissen.

Net als koralen zijn otolieten gemaakt van calciumcarbonaat en groeien ze gedurende het hele leven van een vis door mineralen uit zeewater te verzamelen. Net als boomringen bevatten deze otolieten ook aanwijzingen voor de leeftijd van de vis, migratiepatronen en het soort water waarin de vis leefde. Sinds enkele jaren volgen Chakrabarti en zijn team calciumcarbonaatafzettingen die worden aangetroffen in kleine dieren zoals koralen of foraminiferen. In de huidige studie kozen ze voor otolieten, omdat wetenschappers gefossiliseerde otolieten hebben ontdekt die dateren uit de Jura-periode (172 miljoen jaar geleden).

De onderzoekers gebruikten zes hedendaagse otolietenmonsters verzameld op verschillende geografische locaties langs de oostkust van Noord-Amerika. Ze analyseerden de verhouding van verschillende calciumisotopen in deze otolieten met een Thermal Ionization Mass Spectrometer (TIMS). Door de verhoudingen van calciumisotopen in het monster te meten, konden ze deze correleren met de zeewatertemperaturen waarvan de vissen werden verzameld. "We hebben aangetoond dat calciumisotopen een krachtige tracer zijn van de watertemperatuur, en de inspanningen van Surajit maken ons laboratorium het enige laboratorium in het land dat deze isotopenvariaties daadwerkelijk kan meten", zegt Chakrabarti. Naast calciumisotopen analyseerde het team ook de concentratie van andere elementen zoals strontium, magnesium en barium, en hun verhoudingen in hetzelfde monster, en verzamelde de gegevens samen om een ​​nauwkeuriger waarde voor de zeewatertemperatuur binnen een bereik van plus of min één graad Celsius in vergelijking met de werkelijke waarde.

Organismen die in de oceaan leven, zijn extreem gevoelig voor temperaturen. Een temperatuurstijging van twee graden kan leiden tot het uitsterven van verschillende soorten. Bovendien, omdat de atmosfeer en de oceaan "in gesprek zijn", zegt Chakrabarti, lost veel van de koolstofdioxide in de atmosfeer uiteindelijk op in de oceaan, en dit vermogen om koolstofdioxide op te lossen is ook gekoppeld aan de temperatuur van het zeewater - de lagere de temperatuur, hoe meer koolstofdioxide wordt vastgehouden. Net als een koolzuurhoudende drank die zijn bruiskracht verliest als hij opwarmt, verliest de oceaan zijn vermogen om koolstofdioxide vast te houden naarmate hij warmer wordt.

Vanwege de nauwe correlatie die ze hebben gevonden tussen calciumisotoopverhoudingen en temperaturen, zijn de auteurs ervan overtuigd dat hun aanpak nu kan worden gebruikt op gefossiliseerde monsters. Het in kaart brengen van vroege zeewatertemperaturen is belangrijk om de geschiedenis van de aarde beter te begrijpen, zeggen ze. "Wat er in de tijd is gebeurd", zegt Chakrabarti, "is de sleutel tot ons begrip van wat er in de toekomst zal gebeuren." + Verder verkennen

Veranderingen in de oceaanchemie laten zien hoe de zeespiegel de wereldwijde koolstofcyclus beïnvloedt