Som naturliga klimatarkiv, avlagringarna som finns i grottor kan spela en viktig roll för vår förmåga att förstå – och förutsäga – klimatförändringar.

Varje familj har de historierna som går i arv från generation till generation. Vissa av dem har med historia att göra, andra om en viss individ. Men många av dem har med vädret att göra.

Oavsett om det är när monsunerna alltid kommer eller vilken månad som ger det kallaste vädret, dessa berättelser bidrar till samhällets klimatminne. "Eftersom denna information hjälper till att göra klimatet förutsägbart, det är mycket användbart att, till exempel, en bonde som planterar grödor, " sa Dr Sebastian Breitenbach, en paleoklimatolog vid Northumbria University.

Problemet är att klimatförändringarna förstör normala vädermönster, gör vårt klimatminne mindre tillförlitligt. "Historiskt sett, samhället kan hantera vädrets förändringar, som torka, som varar bara ett par år, " tillade Dr. Breitenbach. "Men när störningen fortsätter för länge, det är då vi tenderar att hamna i problem."

För att undvika sådana problem, samhället behöver ett klimatminne som går tillbaka inte generationer, men årtusenden.

Och att få den typen av minne innebär att gå under jorden.

På ett kvantitativt sökande

När det gäller att komma åt jordens klimathistoria, kallad paleoklimatinformation, grottor har mycket att säga.

Grottorna är rika på avlagringar som stalaktiter och stalagmiter. Kallas speleothems, dessa avlagringar bildas när vatten sakta tar sig ner från ytan.

"Dropp för dropp, under tusentals, eller till och med miljoner år, dessa avlagringar växer, med varje lager lagrar en registrering av deras kemiska sammansättning, " sade Dr. Breitenbach. "Som ett resultat, speleothems fungerar som utmärkta klimatarkiv och är avgörande för att förstå hur klimatet varierar och hur miljön reagerar på säsongsbetonade till tusenåriga tidsskalor."

För att rekonstruera tidigare klimat och miljö, paleoklimatologer använder vad som kallas proxyindikatorer, indirekta mätningar som gör att de kan upptäcka variationer i nederbörd, vegetation, eller extrema händelser som torka.

Så vad betyder detta egentligen?

Att få reda på, vi bad Dr Breitenbach att förklara:"Med hjälp av proxyservrar, Jag kan berätta om 300, För 000 år sedan var klimatet varmare, kallare, blötare eller torrare än idag, " sa han. "Vad jag inte kan säga dig är hur mycket varmare, kallare, blötare eller torrare var det."

För att få den här typen av information, som är kvantitativ, Dr Breitenbach behöver mer komplexa ombud. Lyckligtvis, genom QUEST-projektet, han har hjälpt till att utveckla en rad nya proxyservrar som kan extrahera exakt denna typ av detaljerad information från speleothems.

Till exempel, en av dessa nya proxies tittar på de specifika kemiska föreningar som kan hittas i en grottavlagring. "En av dessa föreningar produceras bara när en skogsbrand inträffar ovanför grottan, " anmärkte Dr Breitenbach. "När vi hittar denna förening i speleothem, vi kan rekonstruera när skogsbränder inträffade i det förflutna, deras svårighetsgrad, och deras frekvens."

Dr. Breitenbach och hans team utvecklade också proxyservrar för att identifiera tidigare förändringar i vegetationen. "Den här typen av kvantitativ information är avgörande för att göra speleothem-posten mer användbar för klimatmodellerare och beslutsfattare, " han lade till.

Se till det förflutna för att förutsäga framtiden

Dr. Breitenbach är inte ensam i sin strävan att hämta mer detaljerad information från speleothem-posten. Faktiskt, liknande forskning pågår i grottor över hela världen.

"Eftersom att återuppbygga tidigare klimat är utmanande, vi letar alltid efter nytt, mer tillförlitliga sätt att extrahera information från geologiska arkiv, sa Anna Nele Meckler, en professor vid universitetet i Bergen och en forskare med projektet FluidMICS.

Prof Meckler är särskilt intresserad av att få information om tidigare temperaturer från speleothems. Det är för att, enligt prof. Meckler, Att ha sådan information kan lära oss mycket om klimatförändringar och den påverkan som växthusgaser har på vårt klimat.

"Vi vill förstå hur känslig temperaturen var för tidigare förändringar i atmosfärisk CO ₂ , hur temperaturförändringar i olika regioner hängde ihop, och hur snabbt dessa svar hände, " Hon sa.

För att få denna information, Prof Meckler och hennes team håller på att utveckla en process som kan bestämma densiteten av små mängder vatten som finns i speleothems. "Eftersom vattentätheten är kopplad till temperaturen vid den tidpunkt då vattnet var fångat i berget, det kan berätta mycket om hur varmt eller hur kallt det var vid en viss tidpunkt, " tillade hon.

Förlänger vårt klimatminne

Även om alla arbetar i olika grottor och i olika delar av världen, alla tre forskarna arbetar med att utöka vårt klimatminne.

"Eftersom klimatförändringarna snabbt för oss in på okänt territorium, vi behöver snarast bättre förstå hur dagens klimatsystem kan reagera, " sade prof. Meckler. "Åtminstone, vi kan komma åt tidigare klimattillstånd och övergångar och använda denna information för att förbättra vår förmåga att förutsäga vad som ligger framför oss."

"Om vi ​​inte känner till det förflutna, hur kan vi bedöma hur sårbara vi är för framtiden, " frågar Dr. Breitenbach? "Med rätt tekniker, speleothems kan kasta ljus över detta förflutna, ger oss en chans att förutse – och anpassa oss till – vad som kommer."