Texelse paleothermometer voor klimaatreconstructie geperfectioneerd
24 september 2007
De Spaanse Carme Huguet heeft in haar promotieonderzoek bij het NIOZ
Koninklijk Nederlands Instituut voor Zeeonderzoek op Texel de recent
ontwikkelde TEX86 paleothermometer verder verfijnd. De thermometer
meet de zeewatertemperatuur afhankelijke veranderingen in de
celwandsamenstelling van bepaalde typen oerbacteriën. Huguet
promoveerde onlangs aan de Universiteit van Utrecht.
Echte thermometers bestaan sinds de 17e eeuw. Voor alle perioden
daarvoor zijn onderzoekers afhankelijk van aanwijzingen uit de natuur.
Geochemici nemen voor dit soort bepalingen hun toevlucht tot moleculen
uit micro-organismen, waarvan de structuur goed bewaard blijft in
sedimenten op de zeebodem. Bij het NIOZ werd recentelijk de
TEX86-index ontwikkeld. Deze is gebaseerd op temperatuurafhankelijke
veranderingen in de vetsamenstelling van de celwanden van bepaalde
typen oerbacteriën. Hun celmembranen zijn samengesteld uit speciale
vetten waarvan het aantal koolstofringen in het molecuul verandert met
de temperatuur van het omringende zeewater. Zo passen deze organismen
de mate van vloeibaarheid van hun membranen aan de heersende
omstandigheden aan. Carme Huguet heeft een aantal facetten hiervan
nader onderzocht en de bepaling sterk verbeterd.
Door een nieuwe detectiemethode werd de analytische
reproduceerbaarheid van de TEX86 paleo-thermometer gebracht op ±0,3'0C
en werd de spreiding in de meetresultaten teruggebracht tot 5% van het
gemiddelde. De TEX86-waarden van organisch materiaal uit de waterkolom
en uit de bovenste laag van het bodemsediment komen het best overeen
met de temperatuur van het zeewater in de bovenste 100 m. De kleine
cellen van Crenarchaeota kunnen echter niet op eigen kracht naar de
bodem zinken; daarvoor zijn ze veel te licht. Dit gebeurt wel snel als
cellen van Crenarchaeota gegeten worden door o.a. kreeftachtig
dierlijk plankton. Het verblijf in het maag-darmkanaal van de
kreeftjes tast de moleculen gelukkig niet aan. Eenmaal op de zeebodem
beland is de conservering van de oorspronkelijke vetmoleculen het best
in sedimenten waarin zuurstof niet doordringt.
In moderne, zuurstofloze sedimenten uit een zijtak van de Oslofjord
gaven de gemeten TEX86-waarden de gemiddelde lente-herfst
luchttemperatuur in Oslo goed weer. Temperatuurschattingen van de
overgang van de laatste ijstijd naar het huidige inter-glaciaal werden
gedaan aan de hand van twee boorkernen uit de Arabische Zee. De
TEX86-temperaturen werden vergeleken met de waarden van een Engelse
index; de Uk37. De indexverschillen kunnen verklaard worden door
verschillen in het groeiseizoen van de oerbacteriën en de algen,
waarvan de Uk37-index afhankelijk is. Ook is de upwellingsdynamiek van
het zeewater in de Arabische Zee van invloed. Deze dynamiek is sterk
afhankelijk van het moessonseizoen in dit gebied.
Het onderzoek van Carme Huguet maakte duidelijk dat
klimaatreconstructies altijd gebaseerd moeten zijn op vergelijkingen
van meerdere typen metingen naast elkaar om onvermoede
wetenschappelijke uitglijders te voorkomen. Het bepalen van de
oppervlakte-zeewatertemperaturen in oceanen en kustwateren is van
groot belang voor de reconstructie van historische
klimaatveranderingen en veranderingen in oceaanstromingen. Deze
informatie is vervolgen weer van groot belang voor het perfectioneren
van de huidige klimaatmodellen.
Dit onderzoek werd gesubsidieerd door NWO.
..............................
Noot voor de redactie,
Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek