Paleoklimatologen Niels de Winter och kollegor utvecklade ett innovativt sätt att använda den klumpade isotopmetoden för att rekonstruera klimatet i det geologiska förflutna på säsongsskalan. De visar att dinosaurier hade att göra med varmare somrar än man tidigare trott. Resultaten tyder på att på mitten av breddgraderna, säsongstemperaturen kommer sannolikt att stiga tillsammans med klimatuppvärmningen, medan säsongsskillnaden bibehålls. Detta resulterar i mycket höga sommartemperaturer.

Palaeoklimatologer studerar klimatet i det geologiska förflutna. Med hjälp av en innovativ teknik, ny forskning från ett internationellt forskargrupp under ledning av Niels de Winter (VUB-AMGC &Utrecht University) visar för första gången att dinosaurierna måste hantera större säsongsmässiga skillnader än man tidigare trott.

De Winter säger att "vi brukade tro att när klimatet värmdes som det gjorde under krittperioden, dinosauriernas tid, skillnaden mellan årstiderna skulle minska, ungefär som dagens tropiker upplever mindre temperaturskillnad mellan sommar och vinter. Dock, våra rekonstruktioner visar nu att medeltemperaturen verkligen steg, men att temperaturskillnaden mellan sommar och vinter förblev ganska konstant. Detta leder till varmare somrar och varmare vintrar. "

För att bättre karakterisera klimatet under denna period med hög CO2 -koncentration, forskarna använde mycket välbevarade fossiler av blötdjur som levde i södra Sverige under krittiden, för ungefär 78 miljoner år sedan. Dessa skal växte i det varma, grunt hav som täckte mycket av Europa vid den tiden. De registrerade månatliga variationer i sin miljö och klimat, som ringarna i ett träd. För deras forskning, de Winter och teamet använde "clumped isotope" -metoden för första gången, i kombination med en metod utvecklad av Niels de Winter.

Klumpade isotoper i kombination med VUB-UU-metoden-en revolution inom geologi

Isotoper är atomer av samma grundämne med olika massor. Sedan 1950 -talet har förhållandet syreisotoper i karbonat har använts för att mäta vattentemperaturen i det geologiska förflutna. Dock, detta krävde att forskare uppskattade havsvattnets kemi, eftersom isotopkvoten för havsvattnet påverkar skalets isotopförhållande, vilket resulterar i högre osäkerhet. För ungefär tio år sedan, metoden "hopklumpad isotop" utvecklades, som inte beror på havsvattnets kemi och möjliggör exakta rekonstruktioner. Men den klumpade isotopmetoden har en nackdel:den kräver så mycket karbonat att temperaturen rekonstrueras på en mer detaljerad nivå, som säsongsvariationer baserade på skal, var inte möjliga.

De Winter har nu utvecklat en innovativ metod där mätningar av mycket mindre mängder karbonat på ett smart sätt kombineras för temperaturrekonstruktioner. Den klumpade isotopmetoden kräver alltså mycket mindre material och kan därför användas för forskning om fossila skal, som, som trädringar, har mycket information om sina levnadsvillkor. Metoden gör det också möjligt att aggregera karbonat från på varandra följande somrar (och vintrar) för bättre rekonstruktion av säsongstemperaturer. Till exempel, Vinter fann att vattentemperaturerna i Sverige under krita "växthusperioden" varierade mellan 15 ° C och 27 ° C, över 10 ° C varmare än idag.

Teamet arbetade också med forskare från University of Bristol (UK) som utvecklar klimatmodeller för att jämföra resultaten med klimatsimuleringar av krittperioden. Medan tidigare klimatrekonstruktioner av Krita ofta blev kallare än dessa modeller, de nya resultaten stämmer mycket väl överens med Bristol -modellerna. Detta visar att variationer i årstider och vattenkemi är mycket viktiga vid klimatrekonstruktioner.

"Det är mycket svårt att bestämma klimatförändringar från så länge sedan på säsongsskalan, men säsongsskalan är avgörande för att rätt klimatrekonstruktioner ska bli rätta. Om det knappast är någon skillnad mellan årstiderna, rekonstruktioner av genomsnittlig årstemperatur kommer annorlunda ut än situationer då skillnaden mellan årstiderna är stor. Man trodde att under dinosauriernas ålder var skillnaden mellan årstiderna liten. Vi har nu konstaterat att det fanns större säsongsskillnader. Med samma temperaturgenomsnitt över ett år, du får en mycket högre temperatur på sommaren. "

De Winter förklarar att deras "resultat tyder därför på att i mitten av breddgraderna, säsongstemperaturen kommer sannolikt att stiga tillsammans med klimatuppvärmningen, medan säsongsskillnaden bibehålls. Detta resulterar i mycket höga sommartemperaturer. Resultaten ger ny inblick i dynamiken i ett varmt klimat i mycket fin skala, som kan användas för att förbättra både klimatrekonstruktioner och klimatprognoser. Dessutom, de visar att ett varmare klimat också kan ha extrema årstider. "

Utvecklingen har långtgående konsekvenser för hur klimatrekonstruktioner görs. Det gör det möjligt för forskare att bestämma både effekten av havsvattenkemi och skillnaderna mellan sommar och vinter, därmed verifieras noggrannheten i årtionden av temperaturrekonstruktioner. För hans banbrytande forskning, De Winter har nominerats till både det årliga EOS Pipette Prize och New Scientist Science Talent 2021.