Jobbar från en liten båt på det hackiga sjövattnet i norra Kanada, Sarah Crump, en paleoklimatolog, drar upp ett 5-fots lerkärnaprov från den ostörda sjöbotten. Crump och hennes forskargrupp arbetar med en känsla av brådska. Även på sommaren, dåligt väder kan flytta in snabbt. Och de måste alltid vara vaksamma för isbjörnar.

Känd som världens "klimatförändringsbarometer, " den arktiska, som inkluderar Baffin Island, är klassrum och laboratorium för Crump, en doktorand i geologiska studier och en forskare vid Institutet för arktisk och alpin forskning (INSTARR). Med fokus på paleoklimatet i Arktis, hon studerar tidigare klimatförändringar och hur de påverkade glaciärer och ekosystem på Baffin Island.

Det karga landskapet på Baffin Island, den femte största ön i världen, har dramatiska toppar, böljande tundra och glaciärer. Crump, som har utfört fältarbete på Baffin Island fem gånger, har sett isbjörnar, arktiska vargar, fjällrävar, Grönlandsvalar och sälar. I mitten av augusti, solen går ner bara kort, och även då är det inte helt mörkt.

Kemiska spår i sedimentets kärnor ger en kontinuerlig registrering av aktivitet som inträffat runt sjöarna under tusentals år. Genom att sekvensera växt-DNA direkt från sedimentet, Crump kan avgöra vilka typer av vegetation som växte där genom tiden. Informationen hjälper forskare att förstå hur växtsamhällen reagerade på tidigare klimatförändringar. Det faktum att DNA:t finns i själva leran är det som är så nytt med den nya tekniken.

"Vi är intresserade av att lära oss och förutsäga vad som kan hända i Arktis när det värms upp i modern tid, " sa hon. "Vi vet redan att buskar rör sig norrut, men vi vet inte hastigheten eller hur det kommer att se ut. Så, vi ser till det förflutna för att informera om framtiden."

Samarbete mellan forskare från andra discipliner ger Crump möjligheter att använda nya tekniker för att analysera det gamla sedimentet. Crumps rådgivare, Gifford Miller, en INSTAAR-stipendiat och professor i geologiska vetenskaper, har en kollega i Australien som introducerade dem till att använda gammalt DNA från sjösediment, den där, tills nyligen, hade inte använts i stor utsträckning i paleoklimatstudier. Låna tekniker från molekylärbiologer, de kan exakt identifiera priserna, klimatförändringarnas storlek och ekologiska effekter.

För att återskapa klimatberättelsen från gamla sedimentrekord, Crump arbetar med Julio Sepulveda, INSTAAR-stipendiat och professor i geologiska vetenskaper, som byggde ett toppmodernt organisk geokemi-laboratorium i hållbarhet, Energy and Environment Community (SEEC) för att analysera sedimentprover för nya klimatproxies, som är bakteriella molekyler som kan avslöja hur temperaturerna var för århundraden – och till och med årtusenden – sedan.

"Vi får dessa vackra ögonblicksbilder av växtsamhällen över tiden, " sa Crump. "Omkring 7, 000 år sedan på Baffin Island efter den senaste istiden, glaciärerna drog sig tillbaka och det var varmare. Vi kan se när vissa växtarter dyker upp, inklusive vedartade buskar som var viktiga för ekosystemet då. Allt vi har hittat liknar arktiska ekosystem idag."

Även om deras forskning inte är komplett, de första fynden visar ett typiskt tundraekosystem med dvärgbuskar, bär, vattenvegetation och gräs.

"Det där labbet är en fantastisk resurs att ha här [i SEEC-byggnaden], ", sa Crump. "Vad vi hoppas kunna göra är att skapa ett register över temperatur- och vegetationsförändringar som synkroniseras för att få en exakt klimatkontext för ekosystemförändringar. Det hade inte varit möjligt utan det här labbet. Det finns så mycket coolt, korspollinering av idéer. Jag arbetar också med Bartlett Science Communication Center i SEEC om filmskapande aspekten av säsongen. Mycket bra synergier sker här utan tvekan."

Detta var Crumps första resa som ledde ett team till Arktis, och hon planerade noggrant vilken utrustning hon skulle ta, eftersom det inte finns någon järnaffär för att köpa en glömd vara.

"Fältarbete har varit en kraftfull upplevelse för mig, " sa hon. "Jag har fått självförtroende och självständighet, litar på mig själv att komma ut och ta reda på saker. Att komma in på fältet håller mig motiverad. Jag har turen att få arbeta i en sådan speciell, viktig plats. Att få kontakt med inuiterna som bor där håller mig fokuserad på varför vi gör det här arbetet."