Arktis värms upp snabbare än resten av världen, och som det gör, det spås bli blötare. Men varför? Vilka mekanismer kan driva dessa förändringar?

En ny studie tittar på historien för svar, undersöker vad som hände i regionen under en period av uppvärmning omkring 8, 000 år sedan. Forskningen finner bevis för att i denna antika tid, västra Grönland blev fuktigare, en trend som ofta är kopplad till ökad nederbörd. Studien visar vidare att två olika klimatprocesser kan ha bidragit till denna förhöjda luftfuktighet. Processerna är:

• När Arktis värms upp, havsisen smälter, utsätta regionala vatten för sol, luft och ökad avdunstning.
• När planeten värms upp, luftfuktigheten ökar mer i områden närmare ekvatorn. Detta skapar en obalans i global fuktighet, och slutligen, fuktig luft från lägre breddgrader dras in i det torrare Arktis.

"Vi använde geologiska bevis för att fastställa att båda dessa processer sannolikt bidrog till en ökning av luftfuktigheten i västra Grönland när regionen värmdes snabbt 8, 000 år sedan, " säger huvudforskaren Elizabeth Thomas, Ph.D., biträdande professor i geologi vid universitetet vid Buffalo College of Arts and Sciences. "Som sådan, båda processerna kan vara igång igen idag, bidra till möjliga framtida ökningar av den arktiska luftfuktigheten, och slutligen, nederbörd."

"Vi har inte långa eller detaljerade skriftliga uppgifter om arktisk nederbörd, så vi förstår inte helt hur nederbörden kan öka som svar på uppvärmningen, " säger hon. Det är ett viktigt studieområde, lägger hon till, eftersom, "nederbörd i Arktis har komplexa interaktioner med klimatet, och det påverkar också växtsamhällen och påverkar hur snabbt glaciärer kan krympa."

Studien publicerades denna månad i Geofysiska forskningsbrev av ett team av forskare från UB, University of Massachusetts och Northern Arizona University. Forskningen finansierades av National Science Foundation.

Ledtrådar i sjöbäddslera

För att lära dig om västra Grönlands klimathistoria, forskare analyserade lakebed lera som går tillbaka tusentals år. Detta sediment innehåller organiskt material - som urgamla bladvaxer, och föreningar som produceras av bakterier - som avslöjar information om regionens klimatförflutna.

Som Thomas förklarar, när det gäller lövvaxer, vädret påverkar det kemiska innehållet i dessa vaxer på ett sätt som forskare kan spåra. Specifikt, bladvaxer innehåller små mängder av en sällsynt form av väte som kallas deuterium, och koncentrationen av deuterium kan gå upp eller ner som svar på faktorer som fuktighet och nederbördsmönster. (Ett exempel:I arktiska lövvaxer, deuteriumkoncentrationerna fluktuerar beroende på om nederbörden härrörde lokalt eller från moln som reste långa sträckor från låga breddgrader för att komma till regionen).

Kemikalier som kallas grenade glyceroldialkylglyceroletraetrar (GDGT), produceras av bakterier, har också ledtrådar om tidigare klimat. Sammansättningen av dessa föreningar varierar beroende på temperaturen i den omgivande miljön vid den tidpunkt då de producerades. Som ett resultat, forskare kan använda grenade GDGT för att rekonstruera förhistoriska temperaturtrender, säger Thomas.

Dessa kemiska indikatorer gjorde det möjligt för Thomas team att undersöka uråldriga fukt- och nederbördstrender i västra Grönland när regionen värmdes upp cirka 8, 000 år sedan. Den nya forskningen baserades på bladvaxer och grenade GDGTs som hittades i ett sedimentprov som teamet extraherade från botten av Sikuiui Lake i västra Grönland.

"Dessa kemiska indikatorer är ganska nya verktyg, och de gör det möjligt för oss att forska i det gamla klimatet på sätt som inte var möjliga tidigare, " säger Thomas. "Vi kan använda dessa verktyg för att undersöka hur luftfuktigheten fluktuerade i en region för tusentals år sedan, eller om stormar i ett område har sitt ursprung lokalt eller långt borta. Detta är viktigt eftersom att förstå vad som hände i antiken kan ge oss insikt om vad som kan hända idag när klimatet förändras."