Vi har nå alle sett bildet av isbjørnen, den befalende tilstedeværelsen ble redusert av isolasjon på et bittert lite fragment av is, omgitt av et kobolthav som ikke skulle være der. Som et symbolsk uttrykk for raske klimaendringer er det unektelig overbevisende.
Relatert innhold
- To Smithsonian-forskere trekker tilbake de mystiske omstendighetene i en døds- og endringshistorie fra 1866
- En sjelden offentlig visning av et Mayan-manuskript fra 1600-tallet
- Dian Fosseys Gorilla-hodeskaller er vitenskapelige skatter og et symbol på kampen hennes
- For forskere kan biter av hval ørevoks være biologiske skattekatter
Men hvis du virkelig ønsker å få en bedre forståelse av hva som skjer i Arktis og Subarktis, må du i stedet beundre en organisme som er langt mer ydmyk og ukjent enn isbjørnen: korallalgene til slekten Clathromorphum .
De er ikke alger som man vanligvis tenker på, som noe ganske slimete og grønt som flyter opp på stranden eller på et tjern. Koralliner er rødalger som har harde skall av kalsiumkarbonat rundt hver celle, og de vokser over hele verden. Korallalger av slekten Clathromorphum er spesifikke for høye breddegrader og kalde farvann i Arktis og Subarktis, og de har kritisk viktige historier å fortelle om havet deres og hvordan det har endret seg gjennom århundrer.
Forskere sier at de også er et sentralt arkiv med informasjon. Det er fordi alger vokser i forskjellige lag år etter år, og registrerer omhyggelig omgivelsene sine i prosessen.
"Det er andre marine arkiver i Arktis, for eksempel dyphavsedimentkjerner og kortere levde toskall, men korallalger er de eneste arkivene som registrerer overflateforhold ved sesongoppløsninger i hundrevis av år, " sier Jochen Halfar, lektor. av geologi ved University of Toronto og ledende forsker i sin Paleoclimate and Paleoecology Research Group. ”Vi har noen landbaserte arkiver, for eksempel iskjerner fra isbreer og isark. Men det er ikke det marine klimaet, og rødalgene nå for første gang lar oss rekonstruere det marine klimaet på høye breddegrader år for år inn i fortiden. ”
Korallalger vokser på hardt underlag, og dekker steinblokker og andre strukturer som en slags hard-skallet tepper og sportslige farger på en Dolores Umbridge tweeddrakt. (Maggie D. Johnson, NMNH) 
Clathromorphum har blitt av spesiell interesse for forskere på grunn av hvor den bor og dens evne til å trives veldig, veldig lang tid - potensielt tusenvis av år. (Nick Caloyianis) 
Fordi de er planter, fotosyntetiserer de sollys for å vokse, og når de vokser, utvikler korallalger en stiv skjelettstruktur av kalsiumkarbonat som bygger seg opp over tid. (Walter Adey) Hvor langt tidligere har vært det karriere lange fokuset til Walter Adey, emeritusforsker og kurator med Smithsonians National Museum of Natural History. En 1200 år gammel prøve av korallalger som Adey og teamet hans samlet utenfor kysten av Labrador i 2013, er et av hundrevis av sjeldent viste museumseksempler i visningen i utstillingen “Objects of Wonder”, åpnet 10. mars 2017. show undersøker den kritiske rollen museumssamlinger spiller i den vitenskapelige søken etter kunnskap.
Etter alt å dømme er Adey grunnleggende far for korallstudier, etter å ha samlet prøver og prøvet hemmelighetene deres siden han kom til Smithsonian Institution i 1964 (han trakk seg nettopp i fjor, selv om det ikke betyr at hans studie av koralliner har avtatt ). Stort sett gjennom sin innsats, og samle seg fra Arktis gjennom tropene ofte på fartøyer som han enten bygde eller pusset ut selv, ligger rundt 100 000 prøver av koralliner av forskjellige arter i museets samling.
Clathromorphum har imidlertid blitt av spesiell interesse for forskere på grunn av hvor den bor og dens evne til å trives veldig, veldig lang tid - potensielt tusenvis av år - mens de arkiverer klimainformasjon når den vokser.
"Korallrev i tropene er blitt brukt til å bestemme miljøer fra fortiden, " sier Adey. "Men i Arktis er det ingen korallrev på grunt vann. Det er ekstremt dyptvannskoraller, men disse er veldig forskjellige fra tropiske korallrevs-slekt og arter, og de har spilt veldig liten rolle i å bestemme Arktis historie. Så de eneste virkelige kildene til aldring og datering av tidligere klima, spesielt temperatur, er koralliner, og dette er relativt nytt. "
Korallalger vokser på hardt underlag, og dekker steinblokker og andre strukturer som en slags hard-skallet tepper og sportslige farger på en Dolores Umbridge tweeddrakt.
Fordi de er planter, fotosyntetiserer de sollys for å vokse, og når de vokser, utvikler de en stiv skjelettstruktur av kalsiumkarbonat som bygger seg opp over tid. Som trær på terra firma, dokumenterer de veksten i ringer eller lag - “havets trær”, kaller Halfar dem. Fordi de vokser mer når de har mer lys, kan forskere estimere havisdekning årlig basert på tykkelsen på hvert års ring eller lag.
Walter Adey (sentrum) med dykkerne Thew Suskiewicz (til venstre) og Mike Fox viser et 17 kilos eksemplar med korallalger funnet utenfor Kingitok Island, Labrador. (David Belanger) “Hvis du sammenligner et år der havisen brøt veldig tidlig i sesongen, da algene fikk mer lys og klarte å vokse mer, mot andre år da havisen dekket mer og lenger, kan vi kalibrere hvor lenge det var havis i løpet av et bestemt år basert på bredden på disse lagene, sier Halfar.
Forskere bekrefter disse dataene med satellittbilder tatt siden 1970-tallet, og viser dekning av havis. Siden disse verdiene er kalibrert, sier Halfar, kan forskere bruke algene for å analysere havisdekning lenge før satellittbilder var tilgjengelig. Tilveiebringelse av dette langsiktige datasettet er en kritisk viktig rolle algene spiller i jakten på å bedre forstå effektene av menneskeskapte klimaendringer i Artic og Subarctic.
"Vi har ingen andre måter å rekonstruere havforholdene i Arktis med en årlig oppløsning de siste hundre årene." Sier Halfar. "Vi har veldig få observasjonsdata fra Arktis fordi det ikke har bodd mange mennesker der, som har tatt målinger mange steder. Så mye av det kommer fra satellittdata, og det er først siden 1970-tallet. ”
Disse enorme hullene i data før satellittbilder var tilgjengelige er betydelige på grunn av klimamønsterets syklende natur. For eksempel fungerer Atlanterhavet Multidekadalsvingninger - som påvirker havoverflatetemperaturen og kan påvirke den atlantiske orkansesongen, tørke i Nord-Amerika, snøfall i Alpene og nedbør i den afrikanske Sahel, blant andre fjerntliggende ringvirkninger - på 50 til 70-års tidsskala i Nord-Atlanterhavets høye breddegrad.
"Så du kan forestille deg at hvis du har 45 år med gode observasjonsdata [fra satellitter], tar du bare en halv syklus, " sier Halfar. "Vi må sette Arktis klima i et lengre perspektiv for å forstå klimasystemet fullt ut, og også for å projisere klimaendringer i fremtiden."
Overflatebetingelser er bare en del av historien som corallines forteller, men som forskere bringer nye teknologier til å bære, kan de stille enda flere spørsmål.
"Bare toppen av det er levende vev, men det bygger opp denne massen som har registrert endringer i miljøet hele livet, " sier Branwen Williams, adjunkt i miljøvitenskap ved WM Keck Science Department i Claremont McKenna, Pitzer, og Scripps høyskoler. ”Kjemikaliene de danner i skjelettene deres endres avhengig av hva som skjer i miljøet rundt dem. De konsentrerer mer magnesium i skjelettene når temperaturen er varmere, og mindre når den er kaldere. ”
Ved å analysere magnesiuminnholdet i lagene, kan forskere få data om vanntemperatur selv ned til et seks måneders tidsrom, for eksempel fra våren, når vannet varmer, til vinteren. Analyse av barium kan bidra til å bestemme saltholdigheten. Og i forkant av korallinsk forskning bruker Williams og en kollega borisotoper for å bestemme pH, en annen kritisk komponent i vannkjemi.
I mellomtiden bruker Adey og hans postdoktor, Merinda Nash fra Australia, den høyteknologiske instrumenteringen fra museets avdeling for mineralogi for å vise at korallinenes forkalkede cellevegger er ekstremt kompliserte, med mange typer karbonatmineraler og mikrostrukturer i nanometer skala . Denne nye informasjonen vil bidra til å finjustere klimatologenes arkiver.
Mens dette laboratoriearbeidet fortsetter å utvide vår forståelse av hvor mye koralliner som kan fortelle oss, er det fortsatt en arbeidskrevende, vanskelig oppgave å finne og samle Clathromorphum som krever dykkere å jobbe i temperaturer på tøffe vann.
Adeys første arbeid med koralliner var å etablere verdensomspennende mangfold. Og for flere tiår siden kunne han vise massive karibiske skjær av koralliner som var opptil 3000 år gamle, bare begrenset av havnivå. Etter hvert som spørsmålene rundt klimaendringene ble mer presserende, spesielt i Arktis, begynte hans fokus å skifte til å finne prøver av Clathromorphum som er hundrevis, om ikke tusenvis av år gamle.
På tre ekspedisjoner mellom 2011 og 2013 dekket Adey og hans team av studenter store deler av Labrador-kysten, og prøvde ikke bare å finne de eldste eksemplene av Clathromorphum de kunne, men også analysere hvilke miljøforhold som ga den beste leveområdet for algene å vokse uten å bli knust av is, kjedeliggjort av muslinger eller på annen måte kompromittert av naturlige faktorer.
De fant prøver til rundt 1 800 år gamle i spesialiserte miljøer der korallinene kunne bli mye eldre fordi hullkjedelige organismer ikke kunne overleve. De var også i stand til å kartlegge en type underlag der forskere kunne forvente å finne mange flere av algene i hele Arktis i fremtidige ekspedisjoner.
Halfar reiste for eksempel i fjor sommer fra Grønland inn i Nordvestpassasjen på jakt etter Clathromorphum . Hans fokus er å finne prøver opp til 200 år gamle på så mange steder som mulig over hele Arktis for å lage et bredt datasett fra før den industrielle revolusjonen begynte, da det menneskelige karbonavtrykket begynte å vokse dramatisk.
"Det som ser ut til å være mulig nå, er å kunne lage et nettverk av klimakonstruksjoner rundt 150 år tilbake, og selv det er et stort skritt foran bare å jobbe fra satellittobservasjoner fra 1970-tallet, " sier han. “Hver region er forskjellig når det gjelder tap av havis. Dette brede nettverket over hele Arktis vil la oss undersøke tap av havis i detalj innenfor hvert område. "
“ Objects of Wonder: From the Collections of the National Museum of Natural History” er på visning 10. mars 2017 til og med 2019.
