En grupp internationella forskare, inklusive en australisk astrofysiker, har använt fynd från gravitationsvågs astronomi (används för att hitta svarta hål i rymden) för att studera gamla marina fossiler som en förutsägare för klimatförändringar.

Forskningen, publiceras i tidskriften Det förflutnas klimat , är ett unikt samarbete mellan paleontologer, astrofysiker och matematiker som försöker förbättra noggrannheten hos en paleo-termometer, som kan använda fossila bevis på klimatförändringar för att förutsäga vad som sannolikt kommer att hända med jorden under de kommande decennierna.

Professor Ilya Mandel, från ARC Center of Excellence in Gravitational Wave Discovery (OzGrav), och kollegor, studerade biomarkörer som lämnats kvar av små encelliga organismer som kallas archaea i det avlägsna förflutna, inklusive kritaperioden och eocen.

Marina arkéer i våra moderna hav producerar föreningar som kallas Glycerol Dialkyl Glycerol Tetraethers (GDGTs). Förhållandet mellan olika typer av GDGT som de producerar beror på den lokala havstemperaturen vid bildningsplatsen.

När de bevaras i gamla marina sediment, de uppmätta mängderna av GDGT har potential att ge ett geologiskt register över långsiktiga planetariska yttemperaturer.

Hittills, forskare har kombinerat GDGT-koncentrationer till en enda parameter som kallas TEX86, som kan användas för att göra grova uppskattningar av yttemperaturen. Dock, denna uppskattning är inte särskilt exakt när värdena för TEX86 från senaste sediment jämförs med moderna havstemperaturer.

"Efter flera decenniers studier, de bästa tillgängliga modellerna kan bara mäta temperaturen från GDGT -koncentrationer med en noggrannhet på cirka 6 grader Celsius, " sa professor Mandel. Därför, Detta tillvägagångssätt kan inte förlitas på för högprecisionsmätningar av forntida klimat.

Professor Mandel och hans kollegor vid University of Birmingham i Storbritannien har använt moderna maskininlärningsverktyg-som ursprungligen användes i samband med gravitationsvågsastrofysik för att skapa förutsägbara modeller för sammanslagning av svarta hål och neutronstjärnor-för att förbättra temperaturuppskattningen baserad på GDGT mätningar. Detta gjorde det möjligt för dem att ta hänsyn till alla observationer för första gången snarare än att förlita sig på en speciell kombination, TEX86. Detta gav en mycket mer exakt paleo-termometer. Med hjälp av dessa verktyg, teamet extraherade temperaturen från GDGT-koncentrationer med en noggrannhet på bara 3,6 grader – en betydande förbättring, nästan dubbelt så exakt som tidigare modeller.

Enligt professor Mandel, att bestämma hur mycket jorden kommer att värmas under de kommande decennierna är beroende av modellering, "så det är ytterst viktigt att kalibrera dessa modeller genom att använda bokstavligen hundratals miljoner år av klimathistoria för att förutsäga vad som kan hända med jorden i framtiden, " han sa.