În interiorul peșterii Yonderup, la 12 km nord de Perth, Australia, Pauline Treble călătorește în timp. În loc să îndoaie legile fizicii, cercetătorul examinează trecutul Pământului blocat în stalagmite și stalactite - cel din urmă din tavan și primul din pământ - numit împreună speleoteme.
Continut Asemanator
- Alte fotografii din lumea interioară Una dintre cele mai mari peșteri fluviale din lume
- Graffiti-ul din Peștera Chineză înregistrează secole de secetă
Aceste părți iconice ale peșterilor se formează atunci când apa se scurge în fâșia subterană, transportând minerale cu ea. Lichidul lasă mineralele în urmă, la fel cum apa din dușul tău lasă depuneri pe țiglă, iar o parte din apă rămâne prinsă între cristale minerale. De-a lungul secolelor, această placă destul de frumoasă devine o capsulă a timpului: fiecare strat mineral conține indicii chimice sau procuri, pentru a spune ce se întâmplă deasupra solului în timpul unei anumite perioade. Cu cât ești mai aproape de mijlocul speleotemului, cu atât este mai îndepărtat înapoi în timp.
Oamenii de știință precum Treble, de la Organizația Australă a Științei și Tehnologiei Nucleare, învață cum să folosească compozițiile acestor conuri de peșteră pentru a urmări debitele antice și fluxurile climatice și climatice. Speranța este să nu numai să înțelegem trecutul, ci și să obținem posibile viziuni ale viitorului nostru.
Acum, Treble și colegii ei au descoperit că formațiunile rupestre surprind și înregistrări ale incendiilor antice - și asta prezintă o problemă. Semnalul pentru incendiu arată foarte mult ca un proxy major pentru schimbările condițiilor climatice, ceea ce înseamnă că oamenii de știință pot confunda întreruperi locale, precum incendii pentru efecte mai globale.
„Într-adevăr trebuie să fie adus în atenția oamenilor”, spune Treble. „În caz contrar, există o mulțime de potențial pentru ca oamenii să interpreteze greșit acele procuri.”
Treble nu și-a propus să găsească focuri antice. Ea a călătorit la Yonderup sperând să extragă informațiile despre precipitațiile peșterii și să le adauge în palmaresul palococlim. „Ar fi trebuit să existe un semnal clar”, spune Treble, un semnal ca cel al celorlalți spelunkeri științiști văzute în alte peșteri. Dar, în mod misterios, nu a existat.
Problema a fost că acele alte peșteri au fost localizate în părți temperate ale emisferei nordice. În Australia de Vest, clima s-a înclinat mai uscată, mai mediteraneană. Datorită lipsei ciudate de semnal din peștera ei, a început să creadă că probabil că proxie-urile pe care oamenii de știință temperați le-au folosit nu s-au tradus în jos.
Dar apoi ea a considerat că focul sălbatic pe care și-l amintea a izbucnit deasupra peșterii în februarie. Cum s-ar fi schimbat asta speleotemele? Cum ar arăta un foc codificat? Și semnalele sale de speleotem ar putea să-l mascheze pe cel de precipitații?
Ea a transferat acel proiect către Gurinder Nagra, universitate din New South Wales. El a lucrat cu Treble și colega ei Andy Baker pentru a expune modul în care incendiile afectează pământul pe care îl ard și cum aceste efecte scurg în peșteri.
Oamenii de știință au luat date din aceste formațiuni asemănătoare catedralei din peștera Yonderup din Australia. (Andy Baker) Oxigenul este unul dintre reprezentanții cheie pe care oamenii de știință le folosesc pentru a reconstrui trecutul - în special, raportul care variază între izotopii oxigen-18 și oxigen-16. În sens larg, apa de ploaie are mai mult oxigen-16 decât apa de mare, deoarece izotopul este mai ușor, astfel încât se evaporă mai ușor din ocean, își găsește calea în nori și apoi cade înapoi pe Pământ. Cu cât temperatura este mai caldă, cu atât mai mult oxigen-18 se poate evapora, și cu atât se evaporă mai multă apă, ceea ce înseamnă că cantitatea de precipitații crește la nivel global.
Dar citirea raporturilor care apar în peșteri și în diferite zone climatice nu este simplă, iar semnificația lor exactă variază în întreaga lume.
„În sud-vestul Australiei, raportul [oxigen] dintre precipitații este legat de două aspecte: intensitatea evenimentelor de precipitații și modificările circulației atmosferice”, spune Treble, o constatare pe care a verificat-o analizând evenimentele de precipitații cunoscute din secolul XX și o modernitate înregistrare stalagmită. În acea parte a Australiei, Treble a constatat că un raport mai mare - mai mare oxigen în comparație cu lumina - înseamnă precipitații mai puține sau o schimbare în vânturile vestice ale emisferei sudice.
Adăugând complicațiile, se pare că raportul de oxigen poate fi la fel de sensibil la conflagrații ca la climă. Mesajele celor doi sunt amestecate în speleoteme și nimeni nu știa până acum.
Când un foc se strecoară printr-o regiune uscată, acesta alungă sau ucide vegetația. Acele victime modifică ritmurile de transpirație și evaporare - modul în care apa trece prin rădăcinile plantelor spre frunzele lor și apoi sare în aer sub formă de vapori. Din cauza fluctuațiilor și a cenușei florei, microbii solului se schimbă, de asemenea, la fel și nivelurile de elemente precum magneziu, calciu, potasiu și sodiu. Pământul devine mai negru decât era înainte, ceea ce îl determină să absoarbă mai multă radiație de la soare.
Când apa curge prin pământul înnegrit, fără viață, adună dovezi ale mediului modificat, iar semnalul acesta este depus în peșteri. Întrebarea de atunci a devenit, ar putea fi semnalele de foc dezgropate de semnele schimbării climatului? Nagra a săpat adânc în datele peșterii pentru a afla, folosind măsurători bimensuale ale siturilor din august 2005 până în martie 2011, o analiză care a dezvăluit amprentele de foc apăsate pe speleoteme.
Un foc de focuri de foc în regiunea din afara Perth, în Australia, în 2009. (Thorsten Milse / robertharding / Corbis) Apa post-foc a fost mai clorată și mai bogată în potasiu și sulfat, echipa raportează rezultatele prezentate la conferința Americană Geofizică din decembrie, și acum în curs de revizuire la Hydrology și Earth Systems Sciences . Cel mai important, ei au văzut că focul a crescut și raportul izotopului de oxigen - acel standard tradițional al studiilor climatice anterioare - cu până la 2 părți pe mie.
O astfel de schimbare aparent mică este de fapt la egalitate cu cele mai mari fluctuații climatice de la aproximativ 2, 6 milioane de ani în prezent. Oamenii de știință, au descoperit echipa, ar putea să inducă în eroare raporturile de oxigen, în timp ce se observă de fapt flăcări mari.
Reconstrucția climatică interpretată corect ajută oamenii de știință să pună în context schimbările actuale în context, cum ar fi compararea ritmului de schimbare de astăzi cu variabilitatea naturală a planetei în trecut, spune Frank McDermott de la University College Dublin. Și oamenii de știință folosesc date paleoclimate pentru a realiza modele mai precise ale trecutului și prezentului și proiecții mai bune pentru viitor.
„Dacă știm cum s-a schimbat climatul în trecut - să zicem în ultimele mii de ani - putem derula un model climatic înapoi din zilele noastre… și apoi să verificăm dacă modelul reușește să reproducă condițiile climatice cunoscute în trecut”, a spus el spune.
Studiul echipei arată cât de important este să înțelegeți o peșteră ca un sistem individual înainte de a o folosi pentru a face astfel de generalizări despre lume - o tactică bună, fie că studiați oameni sau camere subterane.
„În esență, omul de știință trebuie să încerce să înțeleagă sistemul de peșteri și chiar sistemul de scurgere din care a fost eșantionat stalagmitul său pentru a interpreta corect modificările mai subtile”, spune McDermott.
Un proiect condus de Greg Hakim de la Universitatea Washington din Seattle încorporează în prezent baza de date a National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) a măsurătorilor izotopului de oxigen în acele modele, pentru a efectua exact aceste verificări. Și de aici ne pot ajuta noile descoperiri.
„Cei care sunt afectați de factorii locali sunt dați afară”, spune Baker. Acum, oamenii de știință pot da afară peșteri care au fost arse.
Plantele noi au răsărit aproximativ șase luni după un incendiu în apropierea peșterii Yonderup. (Pauline Treble) Folosind aceeași bază de date NOAA și noile rezultate ale lui Nagra, paleoclimatologii ar putea, de asemenea, să poată reconstrui istoria focului dintr-o regiune. „Probabil că nu o poți face cu [măsurarea izotopului de oxigen] de la sine, ci cu alte lucruri care ar fi mai izolate în ceea ce privește modul în care sunt afectate”, avertizează Nagra.
Aceasta înseamnă că o astfel de muncă are nevoie de o amprentă reală a focului - una care este de fapt unică. Treble spune că soluția poate fi urmele de metale. Combinate cu datele despre oxigen, ele ar putea construi o cronologie puternică pentru istoria focului. Această înregistrare, în special în zonele uscate, precum cele din acest studiu, este adesea o subplotă în povestea climei. Vedem că acum, odată cu creșterea incendiilor în vestul american, din cauza secetei, a temperaturilor mai ridicate, a anotimpurilor calde mai lungi și a furtunilor mai mari.
Cu peșterile australiene, „încercăm să restrângem modul în care aceste procese sunt cuplate pe termen lung și ce impact ne putem aștepta să vedem odată cu uscarea suplimentară a acelei regiuni”, spune Treble.
Oamenii de știință speră, de asemenea, să vadă cum viitoarele incendii vor afecta ecologia locală și peșterile în sine, motiv pentru care Consiliul australian de cercetare a finanțat acest studiu. Nagra și consilierii săi au făcut echipă cu Oficiul pentru Mediu și Patrimoniu, care administrează parcurile naționale din Australia.
„În Noua Țara Galilor de Sud, avem o politică de stat în care nu au avut nici o ardere controlată sau prescrisă de peșteri sau carst în conservele naționale, pentru că nu știau ce impact ar avea”, spune Baker. „Pentru a fi precauți, nu au avut un incendiu. Poate le putem oferi suficiente dovezi că pot schimba politica dacă este în cel mai bun interes. ”
