Ny forskning, publicerad i Vetenskapliga rapporter , har skisserat en ny metod för uppskattning av antikt atmosfäriskt vatteninnehåll baserat på fossila bladväxter.

När jordens yta och atmosfär är varm, mängden fukt - vattenånga - i atmosfären kommer att öka. Att förstå storleken på denna ökning är viktigt för att förutsäga framtida klimat eftersom vattenånga är en betydande växthusgas. Atmosfäriskt fuktinnehåll påverkar också mönstren och intensiteten av nederbördshändelser.

Förhållandet mellan temperatur och fuktinnehåll kan utforskas genom studier av intervall i jordens historia när klimatet var betydligt varmare än det som ses i modern tid, vilket kräver en metod för att uppskatta antik atmosfärisk fukthalt.

Dr Yvette Eley, från University of Birmingham, förklarade, "Om vi ​​vill förstå hur jorden skulle fungera med ett klimat som är väsentligt varmare än idag, vi måste studera intervall miljontals år tidigare - försvårat eftersom dessa varma klimat är mycket äldre än våra äldsta klimatrekord från Antarktis iskärnor (mindre än en miljon år gamla). "

Att försöka förstå klimategenskaper relaterade till atmosfären - som nederbörd och atmosfäriskt fuktinnehåll - i så gamla tider är mycket utmanande. Befintliga metoder, med hjälp av kalciumkarbonatkoncentrationer som bildas i jord, eller kemin hos fossiliserade däggdjurtänder, båda hindras av deras relativa sällsynthet i gamla sediment.

Dr Eley tillade, "Vårt nya tillvägagångssätt för att kvantifiera antikt luftfuktighetsinnehåll beror på växtbladets grundläggande egenskaper, och hur de ändrar sina skyddande vaxartade beläggningar som svar på vattenspänning. Dessa lövvax är hårda och tåliga, och återfinns regelbundet som det vi kallar biomarkörföreningar i forntida flod, sjö och till och med marina sediment. "

En metod för att uppskatta gammalt fuktinnehåll baserat på dessa växtvaxföreningar övervinner begränsningarna hos andra metoder eftersom växtvax vanligen finns i jordar och sediment som sträcker sig tiotals eller till och med hundratals miljoner år och i många miljöer.

Giltigheten av detta nya verktyg bevisades i studier av moderna jordar i USA och Centralamerika, utförs av forskargruppen för docent Michael Hren i Center for Integrative Geosciences vid University of Connecticut. Dessa studier visade ett tydligt samband mellan kemin hos dessa vaxartade föreningar och mängden fukt i atmosfären.

"Det vi ser är att fördelningen av organiska föreningar som bevaras i jord tycks ha ett starkt samband med skillnaden mellan hur mycket vatten som finns i en luftmassa, och hur mycket luftmassan kan rymma, eller det som kallas ångtrycksunderskottet, säger Dr Hren.

Eley och Hren tillämpade sedan sin nya proxy för att rekonstruera luftfuktigheten i mellersta Spanien under ett intervall för 15 till 17 miljoner år sedan.

Även om det konsekvent är mycket varmare än förindustriella förhållanden, detta intervall markerar ett av de svalkande stegen som ledde till utvecklingen av den moderna världen. De nya uppgifterna bekräftar förväntningarna på klimatmodeller, att atmosfärisk kylning är kopplad till mindre luftfuktighet. De rekonstruerade förändringarna i luftfuktigheten överensstämmer också med resultaten från andra oberoende proxysystem som används för att undersöka förändringar i temperatur och nederbörd i regionen.

Dr Eley sa, "Detta ger oss förtroendet att vår proxy fungerar, och vi har all anledning att tro att det kommer att göra det för framtida utforskning av det ännu djupare förflutna. Vi hoppas att resultaten av denna undersökning kommer att ge direkta data för att testa vår förståelse av sambandet mellan global uppvärmning, luftfuktighet och regnsystem. "