I Kalifornien, klimatförändringens effekter blir alltmer uppenbara. Slå på nyheterna och du kommer att höra om extrema värmeböljor, torka och frekventa skogsbränder som plågar staten.

"Klimatförändringar är en av de stora utmaningarna för samhället, "sa Michael McGlue, docent vid University of Kentuckys institution för jord- och miljövetenskap vid College of Arts and Sciences. "Kalifornien, vår mest befolkade stat och en av de största ekonomierna i världen, står inför stora hot från heta, torra förhållanden. Detta manifesteras i att de fyra stora bränderna brinner, i stort sett obegränsad, i staten just nu. "

Klimatförändringar kommer att påverka bergskedjan Sierra Nevada väsentligt, som löper längs statens östra gräns mot Nevada. Sierra Nevadas snösäck fungerar som den viktigaste vattenkällan i staten. Under normala förhållanden, snö faller på bergen på vintern och förblir frusen till våren. Den smälter sedan och rinner ut i stora floder som matar in i centrala och södra Kalifornien, upprätthålla stora jordbruksfält och stadsområden.

Dock, en ny studie som leds av brittiska forskare avslöjar hur dramatiskt klimatförändringar har påverkat vattenlevande ekosystem i Sierra Nevada, och uppmanar till åtgärder för att skydda dem.

"Klimatförändringarna stör vattencykeln i Sierra Nevada på sätt som är utmanande att förutsäga, som sänker samhällets motståndskraft genom att begränsa vattenresurser, "sa McGlue, som är författare till studien. "Som en konsekvens, stora faror som torka, översvämningar och skogsbränder hotar Kalifornien mer än någonsin tidigare. "

McGlue och hans team genomförde sin studie vid June Lake, en liten glacial sjö i Mono County, Kalifornien, på den östra sidan av Sierras. Där, laget fick sedimentkärnprover från botten av sjön och kunde "läsa" sedimentlagren från proverna.

Historiska väderrekord sträcker sig inte tillräckligt långt tillbaka i tiden för att fullt ut förstå Kaliforniens klimatsystem, men sjöns sedimentregister gjorde det möjligt för laget att exakt rekonstruera regionens klimathistoria under de senaste 3, 000 år. Att göra detta, de studerade specifikt kiselalger, en typ av alger som lämnar efter sig små kiseldioxidfossil som bevaras i sjöns sediment. Genom att studera förändringarna i fossila kiselalger och datera sedimenten, laget kunde lära sig allt om akvatiska ekosystemets reaktion på klimatförändringar i Sierra Nevada och när dessa förändringar inträffade.

Kiselalgerna avslöjade en detaljerad historia av sjön och dess reaktion på förändrade säsongsmässigheter, inklusive under den sena torrperioden i Holocen och den medeltida klimatanomalin, som är välkända perioder av forntida torka i regionen.

Men det mest slående inslaget i fossilregistret är det unika med perioden 1840-2016. Teamet upptäckte de mest dramatiska förändringarna av June Lake -ekosystemet vid den tiden, med fossilerna som tyder på låga vattennivåer, låga näringskoncentrationer och stark vattenkolonnskiktning. Uppgifterna tyder på att "heta torka" i industritiden förändrade sjötillståndet till förhållanden som vi inte sett under de senaste tre årtusendena.

"Ekosystemet verkar ha förändrats som svar på ett varmare klimat", säger Eva Lyon, medförfattare, Brittisk alumna och professor vid Washington och Lee University.

Teamet säger att dessa fynd har stora konsekvenser för framtida vattenresurser i Kalifornien.

"Forskare kan använda insikterna om hur Sierra Nevada har förändrats under det senaste för att förutse förändringar som kommer inom en snar framtid, och hur dessa förändringar kan påverka vattentillgängligheten, sa Kevin Yeager, medförfattare och professor vid Storbritannien.

"June Lake är ett tydligt exempel på hur känsliga sjöar i Sierras kan vara för förändrat klimat, "sa Jeffery Stone, medförfattare och professor vid Indiana State University (ISU). "Sedimentarkiv som dessa är ett av få verktyg vi har för att registrera långsiktig naturlig variation och utan dem skulle vi inte klart kunna observera djupgående förändringar i sjöekosystemet som svar på ett värmande klimat."

"Den här studien visar att antropogen uppvärmning har påverkat vattenlevande ekosystem i Sierra Nevada mycket längre än vanligt trott, och detta måste beaktas när man utvecklar en politik för att skydda dem, säger huvudförfattaren Laura Streib, en brittisk alumna som nu är doktorand vid Syracuse University.

Forskningsartikeln, "Antropogena klimatförändringar har förändrat sjöstaten i Sierra Nevada (Kalifornien, USA), "publiceras idag i Global förändringsbiologi .