על שכבותיו, אצות קורלינה מדהימות זו מחזיקות בסודות אקלים עבר

כולנו ראינו עד עכשיו את דמותו של דוב הקוטב, נוכחותו המפקדת פחתה בבידוד על שבר קרח קטן ומרהיר, מוקף בים קובלט שלא אמור להיות שם. כביטוי סמלי לשינוי אקלימי מהיר, זה ללא ספק משכנע.

תוכן קשור

• שני מדעני סמית'סוניאן חוזרים על נסיבות הנסתרות של תולדות המוות והשינוי בשנת 1866
• תצוגה ציבורית נדירה של כתב יד מאיה מהמאה ה -17
• גולגלות הגורילה של דיאן פוסי הן אוצרות מדעיים וסמל להילחם
• עבור מדענים, נתחי שעוות אוזניים של לוויתן יכולות להיות גזעי אוצר ביולוגיים

אבל אם אתה באמת רוצה לקבל הבנה טובה יותר של מה שקורה באזור הארקטי ובסובארקטיקה, עליך להתפעל במקום זאת מאורגניזם צנוע ולא מוכר בהרבה מהדוב הקוטבי: האצות הקורוליות של הסוג Clathromorphum .

הם לא אצות כמו שנהוג לחשוב עליהן, כמשהו די רזה וירוק שצף על החוף או על בריכה. קורלינות הן אצות אדומות שיש בהן פגזים קשים של סידן פחמתי סביב כל תא, והן גדלות ברחבי העולם. אצות קורליניות של הסוג Clathromorphum הן ספציפיות לקווי הרוחב הגבוהים והמים הקרים של הארקטי והסובארקטיקה, ויש להם סיפורים חשובים באופן קריטי לספר על האוקיאנוס שלהם וכיצד הוא השתנה במהלך מאות שנים.

מדענים אומרים שהם גם ארכיון מרכזי של מידע. הסיבה לכך היא שאצות גדלות בשכבות נפרדות שנה אחר שנה, ומתעדות בקפדנות את סביבתן בתהליך.

"ישנם ארכיונים ימיים אחרים באזור הארקטי, כמו ליבות משקעים בים עמוק וביובלים קצרים יותר, אבל האצות הקורליניים הם הארכיונים היחידים שרושמים את תנאי השטח ברזולוציות עונתיות במשך מאות שנים, " אומר יכן חלפר, פרופסור חבר. לגיאולוגיה באוניברסיטת טורונטו ומדען מוביל בקבוצת המחקר הפליאוקלימטי והפלאואקולוגיה. "יש לנו כמה ארכיונים יבשתיים, למשל ליבות קרח מקרחונים וגליונות קרח. אבל זה לא האקלים הימי, והאצות האדומות כעת מאפשרות לנו לשחזר את האקלים הימי של קווי הרוחב הגבוהים שנה אחר שנה לעבר. "

אצות קורליניות צומחות על מצע קשה, מכסות סלעים ומבנים אחרים כמו סוג של שטיחים קשיחים ומעטים את צבע חליפת הטוויד של דולורס אומברידג '. (מגי ד. ג'ונסון, NMNH) Clathromorphum הפך לעניין מיוחד עבור המדענים בגלל היכן שהוא גר ויכולתו לשגשג זמן מאוד מאוד ארוך - פוטנציאל אלפי שנים. (ניק קלויאניס) מכיוון שהם צמחים, הם פוטוסינתזים את אור השמש לצמוח, וככל שהם גדלים, אצות אלמוגים מפתחות מבנה שלד קשיח של סידן פחמתי שנבנה לאורך זמן. (וולטר אדי)

כמה רחוק בעבר המוקד ארוך הקריירה של וולטר אדיי, מדען ואוצר מחקר אמריט במוזיאון הטבע ההיסטורי של סמיתסוניאן. מדגם בן 1, 200 שנה של אצות אלמוגיות אותם אדי וצוותו אספו מול חופי לברדור בשנת 2013 הוא אחד ממאות דגימות מוזיאון המוצגות לעיתים רחוקות בתצוגה בתערוכה "אובייקטים של פלא", שנפתחה ב- 10 במרץ 2017. המופע בוחן את התפקיד הקריטי שאוספי המוזיאונים ממלאים במסע המדע למידע.

לכל הדעות, אדי הוא האב המייסד ללימוד קורליני, לאחר שאסף דגימות וגילה את סודותיהם מאז שהגיע למכון סמיתסוניאן ב -1964 (הוא פרש ממש בשנה שעברה, אם כי אין פירושו שהמחקר שלו בקורלינות האט האט. ). באוסף המוזיאון שוכנים באוסף המוזיאון כמאה אלף דוגמאות של קורלינות מסוגים שונים, לרוב באמצעות מאמציו, שנאספו מהארקטיקה דרך הטרופים, לעתים קרובות על כלי שיבנה או שיפר לעצמו.

עם זאת , Clathromorphum הפך לעניין מיוחד עבור המדענים בגלל מקום מגוריו ויכולתו לשגשג זמן מאוד מאוד ארוך - פוטנציאל אלפי שנים - תוך ארכיב מידע אקלימי עם צמיחתו.

"שוניות האלמוגים באזורים הטרופיים שימשו לקביעת סביבות עבר", אומר אדי. "אבל באזור הארקטי אין שוניות אלמוגים מים רדודים. ישנם אלמוגים מאוד עמוקים במים עמוקים, אך אלה שונים מאוד מז'אנרים ושוניות האלמוגים הטרופיים, והם מילאו תפקיד מועט ביותר בקביעת ההיסטוריה בעבר של הארקטי. אז המקורות האמיתיים היחידים להזדקנות ולתארוך האקלים בעבר, במיוחד הטמפרטורה, הם אלמוגים, וזה חדש יחסית. "

אצות קורליניות צומחות על מצע קשה, מכסות סלעים ומבנים אחרים כמו סוג של שטיחים קשיחים ומעטים את צבע חליפת הטוויד של דולורס אומברידג '.

מכיוון שהם צמחים, הם פוטוסינתזים את אור השמש לצמוח, וככל שהם גדלים הם מפתחים מבנה שלד קשיח של סידן פחמתי שנבנה לאורך זמן. כמו עצים בטרה פירמה, הם מתעדים את גידולם בטבעות או בשכבות - "עצי הים", מכנה אותם חלפר. מכיוון שהם גדלים יותר כשיש להם יותר אור, מדענים יכולים להעריך את כיסוי קרח הים מדי שנה על סמך עובי הטבעת או השכבה של כל שנה.

וולטר אדי (במרכז) עם הצוללנים Thew Suskiewicz (משמאל) ומייק פוקס מציגים דגימה של 17 קילו של אצות אלמוגים שנמצאו באי קינגיטוק, לברדור. (דיוויד בלנגר)

"אם משווים שנה שבה קרח הים מתפרק בשלב מוקדם מאוד של העונה, כאשר האצות קיבלו יותר אור והצליחו לצמוח יותר, לעומת שנים אחרות בהן קרח הים כיסה יותר ויותר, נוכל לכייל כמה זמן היה קרח ים במהלך שנה ספציפית על סמך רוחב השכבות הללו, "אומר חלפר.

מדענים מאשרים נתונים אלה באמצעות תמונות לוויין שצולמו מאז שנות השבעים המציגות כיסוי קרח ים. מכיוון שערכים אלה מכוילים, טוענת חלפר, החוקרים יכולים להשתמש באצות כדי לנתח את כיסוי הקרח הים הרבה לפני שניתן היה להשיג תמונות לוויין. אספקת נתונים ארוכת טווח זו היא תפקיד חשוב ביותר שיש לאצות במסע להבנה טובה יותר של ההשפעות של שינויי אקלים הנגרמים על ידי האדם בארטיק ובסובארקטיקה.

"אין לנו דרך אחרת לשחזר את תנאי האוקיאנוס לפני השטח בקוטב הצפוני ברזולוציה שנתית למאות השנים האחרונות." חלפר אומר. "יש לנו מעט מאוד נתונים תצפיתיים מהקוטב הצפוני כי לא גרו הרבה אנשים שעשו מדידות במקומות רבים מאוד. אז הרבה מהם מגיעים מנתוני לוויין, וזה רק מאז שנות השבעים. "

פערים אדירים אלה בנתונים לפני שהיו קיימים תמונות לוויין הם משמעותיים בגלל אופיים האופניים של דפוסי האקלים. לדוגמה, התנודה הרב-צדיתית האטלנטית - שמשפיעה על טמפרטורת פני הים ויכולה להשפיע על עונת ההוריקנים האטלנטיים, בצורת בצפון אמריקה, שלג בהרי האלפים וגשם בסהיל האפריקני, בין ההשלכות הרחוקות האחרות - פועלת על 50 עד טווח זמנים של 70 שנה בצפון האוקיאנוס האטלנטי הגדול.

"אז אתה יכול לדמיין שאם יש לך 45 שנות נתוני תצפית טובים [מלוויינים], אתה רק תופס חצי מחזור, " אומר חלפר. "עלינו להכניס את האקלים של הארקטי לפרספקטיבה ארוכת טווח כדי להבין היטב את מערכת האקלים, וגם להקרין את שינויי האקלים לעתיד."

עם זאת, תנאי השטח הם רק חלק אחד מהסיפור שאותו קורליינים מספרים, וככל שמדענים מביאים טכנולוגיות חדשות, הם יכולים לשאול עוד יותר שאלות.

"רק החלק העליון של הרקמה הוא רקמה חיה, אבל הוא בונה את המסה הזו שרשמה כל החיים שינויים בסביבה, " אומר ברנוואן וויליאמס, פרופסור למדעי הסביבה במחלקה למדעי WM Keck, קלרמונט מק'קנה, פיצר, ו מכללות סקריפ. "הכימיקלים שהם יוצרים בשלד שלהם משתנים בהתאם למתרחש בסביבה הסובבת אותם. הם מרכזים יותר מגנזיום בשלד שלהם כשהטמפרטורה חמה יותר ופחות כשהוא קר יותר. "

על ידי ניתוח תכולת המגנזיום בשכבות, המדענים יכולים לקבל נתונים על טמפרטורת המים אפילו עד לפרק זמן של שישה חודשים, למשל מהאביב, כשהמים מתחממים, לחורף. ניתוח בריום יכול לעזור בקביעת המליחות. ובקצה המוביל של המחקר הקורליני, וויליאמס ועמית משתמשים באיזוטופים של בור כדי לעזור בקביעת רמת החומציות, מרכיב קריטי נוסף בכימיה של מים.

בינתיים, אדי ועמיתתו הפוסט-דוקטורט, מרינדה נאש מאוסטרליה, משתמשים במכשור ההיי-טק של מחלקת המינרלוגיה של המוזיאון כדי להראות שקירות התא המסורבלים של הקורלינות מורכבים במיוחד, עם סוגים רבים של מינרלים קרבונטיים ומיקרו-מבנים בסולם ננומטר. . מידע חדש זה יעזור למקד את ארכיוני האקלים.

בעוד שעבודת המעבדה הזו ממשיכה להרחיב את ההבנה שלנו לכמה קורלינות יכולות לספר לנו, איתור ואיסוף של Clathromorphum נותר משימה עתירת עבודה וקשה, המחייבת צוללנים לעבוד בטמפרטורות מים קפואים.

עבודתו הראשונית של אדי עם אלמוגים ביססה את הגיוון העולמי. ולפני עשרות שנים הוא הצליח להציג שוניות מאסיביות בקריביים של אלמוגים בני עד 3, 000 שנה, מוגבלים רק בגובה פני הים. ככל שהשאלות סביב שינויי האקלים נעשו דחופים יותר, במיוחד באזור הארקטי, המיקוד שלו החל לעבור למציאת דגימות של Clathromorphum בנות מאות, אם לא אלפי שנים.

בשלוש משלחות בין 2011 ל -2013, אדי וצוות הסטודנטים לתארים מתקדמים כיסו חלק גדול מחופי לברדור, בניסיון לא רק למצוא את הדגימות העתיקות ביותר של קלתרומורפום שהם יכולים, אלא גם ניתוח אילו תנאים סביבתיים סיפקו את בית הגידול הטוב ביותר עבור האצות לגדול. מבלי להימצץ על ידי קרח, משועמם על ידי צדפות, או להתפשר על ידי גורמים טבעיים בדרך אחרת.

הם מצאו דגימות עד גיל 1800 בערך בסביבות ייעודיות בהן הקורלינות יכולות להתבגר בהרבה מכיוון שאורגניזמים משעממים בחורים לא יכלו לשרוד. הם גם הצליחו למפות סוג של מצע בו מדענים יכלו לצפות למצוא עוד רבים מהאצות ברחבי הארקטי במהלך משלחות עתידיות.

חלפר, למשל, נסע בקיץ האחרון מגרינלנד למעבר הצפון-מערבי בחיפוש אחר Clathromorphum . המוקד שלו הוא למצוא דגימות עד גיל 200 שנה בכמה שיותר מקומות ברחבי האזור הארקטי כדי ליצור מערך נתונים רחב מבוסס לפני תחילת המהפכה התעשייתית, אז טביעת הרגל הפחמית האנושית החלה לצמוח באופן דרמטי.

"מה שנראה אפשרי כעת הוא להיות מסוגל ליצור רשת של שחזורי אקלים שנמשכים כ -150 שנה, ואפילו זה צעד גדול קדימה פשוט לעבוד מתצפיות לוויניות משנות השבעים, " הוא אומר. "כל אזור שונה מבחינת אובדן קרח הים. רשת רחבה זו ברחבי הארקטי תאפשר לנו לבחון את אובדן קרח הים בפירוט בכל אזור. "

" חפצי הפלא: מאוספי המוזיאון הלאומי להיסטוריה של הטבע" מוצג ב -10 במרץ 2017 עד 2019.