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˚C 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, niet voor publicatie

Meer informatie:

Carme Huguet. Tex86 paleothermometry: proxy validation and application in marine sediments. ISBN 9789057441417.