För första gången att implementera en ny teknik i regionen, geovetenskapare vid University of Massachusetts Amherst har rekonstruerat det längsta och högsta upplösta klimatrekordet i nordöstra USA, som avslöjar tidigare oupptäckta tidigare temperaturcykler och förlänger rekordet 900 år in i det förflutna, långt bortom det tidigare tidiga datumet 1850.

Förste författaren Daniel Miller, med Helen Habicht och Benjamin Keisling, genomförde denna studie som en del av deras doktorandprogram med rådgivare geovetenskapsprofessorer Raymond Bradley och Isla Castañeda. Som Miller förklarar, de använde en relativt ny kvantitativ metod baserad på närvaron av kemiska föreningar som kallas grenade glyceroldialkylglyceroltetraetrar (grenade GDGT) som finns i sjöar, jordar, floder och torvmossar runt om i världen. Föreningarna kan tillhandahålla en oberoende terrestrisk paleo-termometer som noggrant bedömer tidigare temperaturvariationer.

Miller säger, "Detta är den första ansträngningen som använder dessa föreningar för att rekonstruera temperaturen i nordöstra, och den första i denna resolution. "Han och kollegor kunde samla sammanlagt 136 prover som sträckte sig över 900-årsperioden, många fler än vad som skulle vara tillgängligt med mer traditionella metoder och från andra platser som vanligtvis bara ger ett prov per 30-100 år.

I deras resultat, Miller säger, "Vi ser i huvudsak kylning under större delen av rekordet fram till 1900 -talet, som matchar andra paleo-skivor för Nordamerika. Vi ser den medeltida varma perioden i den tidiga delen och den lilla istiden på 1800 -talet. "En oväntad observation var 10, 50 till 60-åriga temperaturcykler som inte tidigare setts i poster från nordöstra USA, han lägger till, "ett nytt fynd och överraskande. Vi försöker ta reda på vad som orsakar det. Det kan bero på förändringar i Nordatlantiska oscillationen eller andra atmosfäriska mönster. Vi ska titta närmare på det."

Han lägger till, "Vi är väldigt glada över det här. Jag tycker att det är en bra historia om hur studenter som kommer med en lovande idé, om de har tillräckligt med stöd från sina rådgivare, kan ta fram en studie med riktigt ögonöppnande resultat. "Detaljer visas i ett nyligen utgåva av European Geophysical Union's open-access online journal, Det förflutnas klimat .

Författarna påpekar att rekonstruktioner av paleo-temperatur är avgörande för att skilja mänskliga klimatförändringar från naturlig variation, men historiska temperaturregistreringar är inte tillräckligt långa för att fånga variationer före påverkan på människan. Ytterligare, med konventionella pollen- och landbaserade sedimentprover som klimatproxys kan återspegla förvirrande parametrar snarare än temperatur, som nederbörd, fuktighet, evapo-transpiration och vegetationsförändringar.

Därför, ytterligare kvantitativa paleotemperaturregister behövs för att noggrant bedöma tidigare temperaturvariationer i nordöstra USA, forskarna påpekar. En oberoende terrestrisk paleo-termometer som bygger på mätning av två biprodukter av processer som utförs i grenade GDGT i sjönsediment, en metod som först introducerades för två decennier sedan av forskare i Nederländerna, erbjöd ett lovande alternativ, Säger Miller.

Källorganismer är inte kända för gren -GDGT, han påpekar, men de antas delvis produceras av Acidobacteria. "Detta är föreningar som sannolikt produceras av olika alger och bakteriesamhällen i membranet, eller hud, "konstaterar han." Precis som för människor, huden reglerar organismens kroppstemperatur och dessa föreningar förändras som svar på temperaturen. Så om de växer på sommaren, de återspeglar det och föreningarna är annorlunda än om de producerades på vintern. Vi registrerar föreningarna för att få temperaturkurvorna. Vi fann att det verkar vara en enorm blomning av dessa organismer under hösten. Efter att de dör, de slår sig ner i sjöbotten. Vi tror att det främst är en falltemperatur som vi upptäcker. "

För detta arbete, Miller och kollegor konstruerade stora plastfällningsfällor och placerade dem cirka tio meter under ytan av en liten, 106 fot djup sjö i centrala Maine i maj, 2014. De dök sedan ner för att samla en upptagningsflaska från botten av varje fälla varje månad i juni, Juli, Augusti och september, och följande maj 2015.

Miller säger, "Denna sjö är mycket djup för sitt lilla område, med mycket branta sidor. Det verkar inte ha mycket blandning av vattenlager med ytvindar. Vi tror att det har bidragit till att bevara ett bottenvattenskikt utan syre året runt, känd som anoxi, vilket hjälper till att bevara årliga lager i sedimenten längst ner i sjön. Det är sällan en sjö har så bra, tunna linjer som representerar årlig deponering, så allt du behöver göra är att räkna raderna för att räkna åren. Vi dubbelkontrollerade våra resultat med radiokolldatering och andra metoder, och det visar sig att rekonstruktionen av temperaturrekordet på detta sätt var framgångsrik. "

Miller och kollegor säger att detta projekt åtnjöt anmärkningsvärt stöd från många håll, inklusive UMass Amherst Alumni Association som stöder studentfältarbete och datainsamling i Maine; geologiska avdelningen vid Bates College; finansiering från U.S. Geological Survey; och på UMass Amherst, sofistikerad laboratorieutrustning för biogeokemi och Joe Hartshorn Memorial Award från geovetenskapliga avdelningen, och annan hjälp från Northeast Climate Adaptation Science Center.

Forskarna drar slutsatsen att denna första rekonstruktion av paleo-temperatur i kombination med platsspecifik kunskap från Basin Pond "informerar vår förståelse av klimatvariation i nordöstra USA bortom tiden för mänskligt inflytande" och "bidrar till vår förståelse av produktionen och ödet för brGDGT "i sjösystem.