Wetenschap
Wetenschappers hebben bewijs gevonden voor een nattere wereld, vastgelegd in de Australische koraalkolonie
Wanneer klimaatwetenschappers naar de toekomst kijken om te bepalen wat de effecten van klimaatverandering kunnen zijn, gebruiken ze computermodellen om mogelijke uitkomsten te simuleren, zoals hoe de neerslag zal veranderen in een opwarmende wereld.
Maar wetenschappers van de Universiteit van Michigan kijken naar iets tastbaarders:koraal.
Bij het onderzoeken van monsters van koralen in het Great Barrier Reef ontdekten de onderzoekers dat tussen 1750 en nu, toen het mondiale klimaat opwarmde, de regenval in het natte seizoen in dat deel van de wereld met ongeveer 10% toenam, en het aantal extreme regenbuien met meer dan 10% toenam. verdubbeld. Hun resultaten worden gepubliceerd in Communicatie Aarde &Milieu .
"Klimaatwetenschappers zeggen vaak:'Ik wist dat het slecht zou worden, maar ik had niet gedacht dat het zo snel zo erg zou worden.' Maar we zien het daadwerkelijk in dit koraalbestand", zegt hoofdonderzoeker Julia Cole, voorzitter van het U-M Department of Earth and Environmental Sciences.
“Studies over de toekomst maken vaak gebruik van klimaatmodellen en die modellen kunnen verschillende resultaten opleveren. Sommigen zeggen misschien meer regenval, anderen zeggen misschien minder regenval. We laten zien dat er, in ieder geval in het noordoosten van Queensland, zeker meer regen valt, het is absoluut variabeler en het gebeurt zeker al."
De studie, geleid door UM-onderzoeker Kelsey Dyez, analyseerde kernmonsters die waren geboord uit een koraalkolonie gelegen aan de monding van een rivier in het noorden van Queensland, Australië. Tijdens de zomerregenseizoenen neemt de regen die in de rivier filtert voedingsstoffen, organisch materiaal en sedimenten op, die vervolgens naar de riviermonding worden getransporteerd en in de oceaan worden geloosd, waardoor de koraalkolonie wordt overspoeld.
Terwijl de koralen baden in deze uitstroom van zoet water, vangen ze geochemische signalen van de rivier op en slaan ze deze op in hun carbonaatskeletten. De kernmonsters van de koralen vertonen vage banden van lichter en donkerder materiaal. Deze banden weerspiegelen elk regen- en droogseizoen dat het koraal heeft meegemaakt. De banden bevatten ook informatie over het klimaat in elk seizoen, net zoals de ringen van bomen klimaatpatronen registreren gedurende de jaren dat ze groeien.
"We willen weten dat we, naarmate we de aarde opwarmen, meer regen zullen krijgen? Minder regen? Misschien zullen verschillende delen van de aarde anders reageren?" zei Dyez. "Dit project is vooral belangrijk omdat we die opwarming en veranderingen in context kunnen plaatsen. We kunnen regenval uit de periode registreren voordat we instrumentele gegevens hebben voor dit deel van de wereld."
Om nauwkeurig te bepalen hoeveel regen er in elk regenseizoen viel, en hoeveel extreme regenbuien er tijdens elk seizoen plaatsvonden, vergeleken de onderzoekers de registraties van instrumentele regenval die in de jaren vijftig begonnen met de overeenkomstige jaren in het koraal. Dit gaf de onderzoekers een kalibratieperiode die ze konden gebruiken om de relatie te bepalen tussen de koraalkenmerken en de hoeveelheid regen die elk regenseizoen viel zolang de koralen leefden, helemaal terug tot 1750.
De koraalkern werd door het Australian Institute of Marine Science uit een afgelegen gebied in het noordoosten van Queensland gehaald. Het land rond het stroomgebied van de rivier ligt ook in een beschermd gebied, wat betekent dat het onwaarschijnlijk is dat voedingsstoffen en sediment die door regen in de rivier worden gespoeld, door menselijke activiteit worden gegenereerd.
"Dit is een regio die de afgelopen jaren behoorlijk grote schommelingen heeft meegemaakt tussen overstromingen die verwoestend waren voor gemeenschappen, en vervolgens drogere periodes," zei Cole. "Omdat Noordoost-Australië een landbouwregio is, is de manier waarop de regenval verandert in een warmere wereld van echt tastbaar belang. Mensen voelen misschien niet een paar graden Celsius opwarming, maar ze lijden er echt onder als er sprake is van droogte of een overstroming."
Om de regenval te reconstrueren, gebruikten de onderzoekers vier verschillende metingen. Eerst keken de onderzoekers naar de luminescentie van de banden in het koraal. Wanneer ze een zwart licht op het koraal schijnen, zorgen organische verbindingen in het koraal ervoor dat het fluoresceert. Hoe helderder de band fluoresceert, hoe meer organische verbindingen de rivier afstroomden en op het koraal werden afgezet, wat een weerspiegeling was van een seizoen van hevige regenval.
De onderzoekers hebben ook gemeten hoeveel van het element barium in elk van de banden zit. Het koraalskelet bestaat uit calcium, maar wanneer barium op het skelet wordt afgezet, kan het calcium vervangen. Hoe meer barium er in de band werd gedetecteerd, hoe meer rivierafvoer over het koraal stroomde.
De onderzoekers keken vervolgens naar stabiele koolstofisotopen (koolstof-12 en koolstof-13) in het koraal. Hoe meer de verhouding tussen deze twee isotopen gunstig is voor koolstof-12, hoe meer water er door de grotere regenval de rivier af moet zijn gestroomd.
Tenslotte onderzochten de onderzoekers stabiele zuurstofisotopen (zuurstof-16 en zuurstof-18). Wanneer de verhouding tussen deze twee isotopen gunstig is voor zuurstof-16, is dit een teken van extra neerslag en zoet water dat de rivier afstroomt.
Omdat het koraalrecord zich in het noordoosten van Australië bevindt, wilden de onderzoekers begrijpen of heel Australië soortgelijke regenval heeft ervaren. Kijkend naar instrumentele regenvalgegevens in heel Australië, ontdekten de onderzoekers dat de toegenomen regenvalpatronen niet gelijkmatig in heel Australië voorkwamen.
"Het is eigenlijk niet zo goed gecorreleerd met West-Australië, dat is te ver weg, maar voor het grootste deel van Oost-Australië is er een significante correlatie, en dat is waar veel mensen wonen", zei Dyez. "Het is vooral sterk in Queensland, waar momenteel veel van deze extreme regenval plaatsvindt."