En ny studie från Institutet för miljövetenskap och teknik vid Universitat Autònoma de Barcelona (ICTA-UAB) tillåter validering av organiska markörer för att kvantifiera tidigare primär produktivitet i haven, en nyckelfaktor i den globala marina kolcykeln. Forskningen, utförd från studien av alkenoner som en biomarkör, sätter stopp för årtionden av vetenskaplig debatt om giltigheten av dessa biogeokemiska proxies i återuppbyggnadsprocessen av tidigare klimat. Fyndet, som har publicerats i tidskriften Proceedings of the National Academy of Sciences ( PNAS ), kommer att utgöra ett framsteg i förbättringen av klimatmodeller som gör det möjligt att förutsäga klimatet i framtiden.

För att förstå det nuvarande klimatet och för att kunna förutsäga framtida variationer, paleoklimatforskare analyserar klimatförhållandena från andra tider i jordens historia. Biomarkörer, främst alkenoner (organiska föreningar som produceras av växtplanktonalger), används för att rekonstruera marin primär produktivitet, det är, den process genom vilken CO ₂ från atmosfären som överförs till havet omvandlas till organiskt material. Det uppskattas att endast 0,3% av detta organiska material exporteras till djuphavet, lagrar CO ₂ . "Denna sedimentära rekord är mycket viktig eftersom det är CO ₂ som inte kommer tillbaka till atmosfären, och eftersom det tillåter oss att rekonstruera det förflutnas klimat, " förklarar Maria Raja, ICTA-UAB-forskare och huvudförfattare till studien.

Likaså, förekomsten av klorofyll-a på havsytan är en indikatorparameter för mängden befintlig växtplanktonbiomassa och, på grund av sin roll i fotosyntesen, ger information om nivån på primär produktivitet. Denna nya studie använder en kombination av geokemiska data och fjärranalysdata för att etablera ett direkt samband på global skala mellan koncentrationen av klorofyll-a vid havsytan och koncentrationen av sedimentära alkenoner. "Tills nu, det förflutnas primära produktivitet kunde endast rekonstrueras kvalitativt, men denna studie ger oss verktyg för att kunna uppskatta processen kvantitativt, " förklarar Raja, som framhåller att detta är ett viktigt framsteg eftersom det avslutar en decennier lång vetenskaplig debatt om begränsningarna hos organiska proxyservrar (som alkenoner) för att kvantifiera primär produktivitet i det förflutna.

Trots det faktum att NASA-satelliter har mätt klorofyll-a-nivån vid havsytan i 20 år genom sin gröna färg, dessa data hade inte använts inom paleoklimatologi. Nu är det möjligt att känna till den befintliga koncentrationen vid varje punkt på ytan. Studien "ger oss också en rumslig vision för att hitta förhållandet mellan havens yta och sedimenten, " tillägger hon.

För forskarna, denna upptäckt gör det möjligt att förbättra klimatmodeller, och i framtiden använda alkenoner för att analysera koncentrationen av klorofyll A på ytan, och därmed kunna validera klimatmodeller. Detta banar vägen för att klargöra den relativa rollen för den marina kolcykeln i klimatvariabiliteten med hjälp av fältdata, och testar biogeokemiska modeller.