Vi har alle set billedet af isbjørnen, hvor dens befalende tilstedeværelse blev formindsket ved isolering på et bittert lille fragment af is, omgivet af et kobolthav, der ikke skulle være der. Som et symbolsk udtryk for hurtige klimaforandringer er det unægteligt tvingende.
Relateret indhold
- To Smithsonian-forskere trækker tilbage til de mystiske omstændigheder i en døds- og forandringshistorie fra 1866
- En sjælden offentlig visning af et mayahåndskrift fra det 17. århundrede
- Dian Fosseys Gorilla-kranier er videnskabelige skatte og et symbol på hendes kamp
- For forskere kan bunker af hvalørvoks være biologiske skatkammer
Men hvis du virkelig ønsker at få en bedre forståelse af, hvad der sker i Arktis og Subarktis, skal du i stedet beundre en organisme, der er langt mere ydmyg og ukendt end isbjørnen: korallalgerne af slægten Clathromorphum .
De er ikke alger, som man typisk tænker på, som noget ret slimet og grønt, der flyder op på stranden eller på en dam. Koralliner er røde alger, der har hårde skaller af calciumcarbonat omkring hver celle, og de vokser over hele verden. Korallalger af slægten Clathromorphum er specifikke for de høje breddegrader og kolde farvande i Arktis og Subarktis, og de har kritisk vigtige historier at fortælle om deres hav og hvordan det har ændret sig gennem århundreder.
Forskere siger, at de også er et nøglearkiv med information. Det skyldes, at alger vokser i forskellige lag år efter år, idet de omhyggeligt registrerer deres omgivelser i processen.
”Der er andre marine arkiver i Arktis, såsom dybhavs sedimentkerner og kortere levede muslinger, men korallalger er de eneste arkiver, der registrerer overfladeforhold ved sæsonopløsninger i hundreder af år, ” siger Jochen Halfar, lektor af geologi ved University of Toronto og førende videnskabsmand i sin Paleoclimate og Paleoecology Research Group. ”Vi har nogle landbaserede arkiver, for eksempel iskerner fra gletsjere og isark. Men det er ikke det marine klima, og de røde alger nu for første gang giver os mulighed for at rekonstruere det marine klima på de høje breddegrader år for år ind i fortiden. ”
Korallalger vokser på hårdt underlag, dækker sten og andre strukturer som en slags hårdt beskudt tæpper og sportslige farver på en Dolores Umbridge tweed-dragt. (Maggie D. Johnson, NMNH) 
Clathromorphum er blevet særlig interesseret for forskere på grund af hvor den bor og dens evne til at trives meget, meget lang tid - potentielt tusinder af år. (Nick Caloyianis) 
Fordi de er planter, fotosyntetiserer de sollys til at vokse, og når de vokser, udvikler koraller alger en stiv skeletstruktur af calciumcarbonat, der opbygges over tid. (Walter Adey) Hvor langt tidligere har Walter Adey, emeritus-forsker og kurator med karriere i lang tid haft karriere med Smithsonians National Museum of Natural History. En 1.200-årig prøve af korallalger, som Adey og hans team indsamlede ud for Labradors kyst i 2013, er et af hundreder af sjældent viste museumseksempler på visningen i udstillingen "Objects of Wonder", der åbnede 10. marts 2017. show undersøger den kritiske rolle, museumssamlinger spiller i den videnskabelige søgen efter viden.
Under alle omstændigheder er Adey den grundlæggende far til korallinsk undersøgelse, efter at have indsamlet prøver og undersøgt deres hemmeligheder, siden han kom til Smithsonian-institutionen i 1964 (han trak sig tilbage lige sidste år, skønt det ikke betyder, at hans undersøgelse af koralliner er bremset ned ). Stort set gennem hans indsats, hvor han indsamlede fra Arktis gennem troperne ofte på fartøjer, som han enten byggede eller genopførte, er der omkring 100.000 prøver af koralliner af forskellige arter i museets samling.
Clathromorphum er imidlertid blevet af særlig interesse for forskere på grund af hvor den bor og dens evne til at trives meget, meget lang tid - potentielt tusinder af år - mens arkivering af klimainformation efterhånden som den vokser.
”Koralrev i tropene er blevet brugt til at bestemme miljøer fra fortiden, ” siger Adey. ”Men i Arktis er der ingen korallerrev med lavt vand. Der er ekstremt dybhavskoraller, men disse er meget forskellige fra tropiske korallrevsgener og -arter, og de har spillet meget lidt rolle i bestemmelsen af Arktis fortidens historie. Så de eneste virkelige kilder til aldring og datering af tidligere klima, især temperatur, er koralliner, og dette er relativt nyt. ”
Korallalger vokser på hårdt underlag, dækker sten og andre strukturer som en slags hårdt beskudt tæpper og sportslige farver på en Dolores Umbridge tweed-dragt.
Fordi de er planter, fotosyntetiserer de sollys til at vokse, og når de vokser, udvikler de en stiv skeletstruktur af calciumcarbonat, der opbygges over tid. Som træer på terra firma, dokumenterer de deres vækst i ringe eller lag - ”havets træer”, kalder Halfar dem. Fordi de vokser mere, når de har mere lys, kan forskere estimere havisdækning årligt baseret på tykkelsen af hvert års ring eller lag.
Walter Adey (centrum) med dykkere Thew Suskiewicz (til venstre) og Mike Fox viser et 17 kilo-eksemplar af korallalger fundet ved Kingitok Island, Labrador. (David Belanger) ”Hvis du sammenligner et år, hvor du har havisen brækker meget tidligt i sæsonen, da algene modtog mere lys og kunne vokse mere, sammenlignet med andre år, hvor havisen dækkede mere og mere, kan vi kalibrere, hvor længe der var havis i et bestemt år baseret på bredden af disse lag, ”siger Halfar.
Forskere bekræfter disse data med satellitbilleder taget siden 1970'erne og viser dækning af havis. Da disse værdier er kalibreret, siger Halfar, kan forskere bruge algene til at analysere havisdækning længe før satellitbilleder var tilgængelige. Tilvejebringelse af dette langvarige datasæt er en kritisk vigtig rolle, som algerne spiller i stræben efter at bedre forstå virkningen af menneskelige forårsagede klimaændringer i Artic og Subarctic.
”Vi har ingen anden måde at rekonstruere de overfladiske havforhold i Arktis med en årlig opløsning i de sidste par hundrede år.” Siger Halfar. ”Vi har meget få observationsdata fra Arktis, fordi der ikke har boet en masse mennesker der, der foretager målinger meget steder. Så meget af det kommer fra satellitdata, og det er kun siden 1970'erne. ”
Disse enorme huller i data inden satellitbillederne var tilgængelige er betydelige på grund af klimamønstrets cyklisk karakter. F.eks. Fungerer den multidekadiske oscillation i Atlanterhavet - som påvirker havets overfladetemperatur og kan påvirke den atlantiske orkansæson, tørke i Nordamerika, snefald i Alperne og regn i den afrikanske Sahel, blandt andre langtidsvirkninger - på 50 til 70-årig tidsskala i det nordlige Atlanterhavs høje breddegrad.
”Så du kan forestille dig, at hvis du har 45 års gode observationsdata [fra satellitter], fanger du kun en halv cyklus, ” siger Halfar. ”Vi er nødt til at sætte Arktis klima i et længerevarende perspektiv for fuldt ud at forstå klimasystemet og også projicere klimaændringer i fremtiden.”
Overfladeforhold er dog kun en del af historien, som corallines fortæller, og som forskere bringer nye teknologier til at bære, er de i stand til at stille endnu flere spørgsmål.
"Kun toppen af det er levende væv, men det opbygger denne masse, der har registreret ændringer i miljøet hele livet, " siger Branwen Williams, adjunkt i miljøvidenskab ved WM Keck Science Department i Claremont McKenna, Pitzer, og Scripps colleges. ”Kemikalierne, de danner i deres skelet, ændres afhængigt af hvad der sker i miljøet omkring dem. De koncentrerer mere magnesium i deres skelet, når temperaturen er varmere, og mindre når den er koldere. ”
Ved at analysere magnesiumindholdet i lagene kan forskere få data om vandtemperatur selv ned til et tidsrum på seks måneder, for eksempel fra foråret, når vandet varmer, til vinteren. Analyse af barium kan hjælpe med at bestemme saltholdigheden. Og i forkant af korallinsk forskning bruger Williams og en kollega borisotoper til at hjælpe med at bestemme pH, en anden kritisk komponent i vandkemi.
I mellemtiden bruger Adey og hans postdoktor, Merinda Nash fra Australien, den højteknologiske instrumentering af museets afdeling for mineralogi for at vise, at korallinernes forkalkede cellevægge er ekstraordinært komplekse med mange typer carbonatmineraler og mikrostrukturer i nanometer skalaer . Denne nye information hjælper med at finjustere klimatologernes arkiver.
Mens dette laboratoriearbejde fortsætter med at udvide vores forståelse af, hvor meget koralliner der kan fortælle os, forbliver det at finde og indsamle Clathromorphum en arbejdskrævende, vanskelig opgave, der kræver dykkere at arbejde i frise vandtemperaturer.
Adeys oprindelige arbejde med koralliner etablerede verdensomspændende mangfoldighed. Og for årtier siden var han i stand til at vise massive karibiske rev af koralliner, der var op til 3.000 år gamle, kun begrænset af havniveau. Efterhånden som spørgsmålene omkring klimaforandringer blev mere presserende, især i Arktis, begyndte hans fokus at skifte til at finde prøver af Clathromorphum, der er hundreder, hvis ikke tusinder af år gamle.
På tre ekspeditioner mellem 2011 og 2013 dækkede Adey og hans team af kandidatstuderende store dele af Labrador-kysten, idet de ikke kun forsøgte at finde de ældste eksempler på Clathromorphum, de kunne, men analyserede også, hvilke miljøforhold der gav det bedste habitat for algerne at vokse uden at blive knust af is, kede sig ind i muslinger eller på anden måde kompromitteret af naturlige faktorer.
De fandt prøver til omkring 1.800 år gamle i specialiserede miljøer, hvor korallinerne kunne blive meget ældre, fordi hulborende organismer ikke kunne overleve. De var også i stand til at kortlægge en type underlag, hvor forskere kunne forvente at finde mange flere af alger i hele Arktis i fremtidige ekspeditioner.
Halfar, for eksempel, rejste sidste sommer fra Grønland ind i den nordvestlige passage på jagt efter Clathromorphum . Hans fokus er at finde prøver op til 200 år gamle på så mange steder som muligt over hele Arktis for at skabe et bredt baseret datasæt fra før indtræden af den industrielle revolution, da det menneskelige kulstofaftryk begyndte at vokse dramatisk.
”Det, der ser ud til at være muligt nu, er at være i stand til at skabe et netværk af klimakonstruktioner, der går omkring 150 år tilbage, og selv det er et stort skridt foran fra bare at arbejde fra satellitobservationer fra 1970'erne, ” siger han. ”Hver region er forskellig med hensyn til tab af havis. Dette brede netværk over Arktis vil lade os undersøge tab af havis i detaljer inden for hvert område. ”
“ Objekter of Wonder: From the Collections of National Museum of Natural History” er på visning 10. marts 2017 til og med 2019.
