Déployer une nouvelle technique pour la première fois dans la région, les géoscientifiques de l'Université du Massachusetts à Amherst ont reconstitué le record climatique le plus long et à la plus haute résolution pour le nord-est des États-Unis, qui révèle des cycles de température passés non détectés auparavant et prolonge le record de 900 ans dans le passé, bien au-delà de la première date antérieure de 1850.

Premier auteur Daniel Miller, avec Helen Habicht et Benjamin Keisling, ont mené cette étude dans le cadre de leurs programmes de doctorat avec les professeurs de géosciences conseillers Raymond Bradley et Isla Castañeda. Comme l'explique Miller, ils ont utilisé une méthode quantitative relativement nouvelle basée sur la présence de composés chimiques connus sous le nom de tétraéthers de glycérol dialkylglycérol ramifié (GDGT ramifiés) trouvés dans les lacs, sols, rivières et tourbières du monde entier. Les composés peuvent fournir un paléothermomètre terrestre indépendant qui évalue avec précision la variabilité de la température passée.

Miller dit, "C'est le premier effort utilisant ces composés pour reconstruire la température dans le nord-est, et le premier à cette résolution. » Lui et ses collègues ont pu collecter un total de 136 échantillons couvrant une période de 900 ans, beaucoup plus que ce qui serait disponible avec des méthodes plus traditionnelles et à partir d'autres endroits qui ne produisent généralement qu'un seul échantillon tous les 30 à 100 ans.

Dans leurs résultats, Miller dit, "Nous voyons essentiellement un refroidissement pendant la majeure partie du disque jusqu'aux années 1900, qui correspond à d'autres paléo-enregistrements pour l'Amérique du Nord. Nous voyons la période chaude médiévale au début et le petit âge glaciaire dans les années 1800. » Une observation inattendue était 10, Des cycles de température de 50 à 60 ans jamais vus auparavant dans les enregistrements du nord-est des États-Unis, il ajoute, "une découverte nouvelle et surprenante. Nous essayons de comprendre les causes de cela. Cela peut être causé par des changements dans l'oscillation de l'Atlantique Nord ou d'autres modèles atmosphériques. Nous allons l'approfondir."

Il ajoute, « Nous sommes très enthousiastes à ce sujet. Je pense que c'est une belle histoire de la façon dont les étudiants diplômés qui ont une idée prometteuse, s'ils sont suffisamment soutenus par leurs conseillers, peut produire une étude avec des résultats vraiment révélateurs. Climat d'autrefois .

Les auteurs soulignent que les reconstructions paléo-température sont essentielles pour distinguer le changement climatique d'origine humaine de la variabilité naturelle, mais les enregistrements de température historiques ne sont pas assez longs pour saisir la variabilité pré-humaine. Plus loin, l'utilisation d'échantillons conventionnels de pollen et de sédiments terrestres comme indicateurs climatiques peut refléter des paramètres de confusion plutôt que la température, comme les précipitations, humidité, l'évapotranspiration et les changements de végétation.

Par conséquent, des enregistrements quantitatifs supplémentaires de paléo-température sont nécessaires pour évaluer avec précision la variabilité des températures passées dans le nord-est des États-Unis, soulignent les chercheurs. Un paléothermomètre terrestre indépendant qui repose sur la mesure de deux sous-produits de processus effectués dans des GDGT ramifiés dans des sédiments lacustres, une méthode introduite pour la première fois il y a deux décennies par des chercheurs aux Pays-Bas, offrait une alternative prometteuse, dit Miller.

Les organismes sources ne sont pas connus pour les GDGT de branche, fait-il remarquer, mais on pense qu'ils sont produits en partie par les acidobactéries. "Ce sont des composés probablement produits par différentes communautés d'algues et de bactéries dans la membrane, ou la peau, " note-t-il. " Tout comme pour les humains, la peau régule la température corporelle de l'organisme et ces composés changent en réponse à la température. Donc s'ils poussent en été, ils reflètent cela et les composés sont différents que s'ils étaient produits en hiver. Nous enregistrons les composés pour obtenir les courbes de température. Nous avons constaté qu'il semble y avoir une énorme prolifération de ces organismes à l'automne. Après leur mort, ils s'installent au fond du lac. Nous pensons que c'est principalement une chute de température que nous détectons."

Pour ce travail, Miller et ses collègues ont construit de grands pièges à sédiments en plastique et les ont déployés à environ dix pieds sous la surface d'un petit Lac de 106 pieds de profondeur dans le centre du Maine en mai, 2014. Ils ont ensuite plongé pour récupérer une bouteille de captage au fond de chaque piège tous les mois en juin, Juillet, août et septembre, et le mois de mai 2015 suivant.

Miller dit, "Ce lac est très profond pour sa petite superficie, avec des flancs très raides. Il ne semble pas y avoir beaucoup de mélange des couches d'eau par les vents de surface. Nous pensons que cela a aidé à préserver une couche d'eau inférieure sans oxygène toute l'année, connu sous le nom d'anoxie, ce qui contribue à la préservation des couches annuelles dans les sédiments au fond du lac. C'est rare qu'un lac soit aussi beau, des lignes fines qui représentent le dépôt annuel, donc tout ce que vous avez à faire est de compter les lignes pour compter les années. Nous avons revérifié nos résultats avec la datation au radiocarbone et d'autres méthodes, et il s'avère que la reconstruction de l'enregistrement de température de cette façon a été un succès."

Miller et ses collègues disent que ce projet a bénéficié d'un soutien notable de la part de nombreux milieux, y compris l'UMass Amherst Alumni Association qui soutient le travail sur le terrain des étudiants et la collecte de données dans le Maine; le département de géologie du Bates College; financement du US Geological Survey; et à UMass Amherst, des équipements de laboratoire de biogéochimie sophistiqués et le Joe Hartshorn Memorial Award du département de géosciences, et d'autres aides du Northeast Climate Adaptation Science Center.

Les chercheurs concluent que cette première reconstruction paléo-température couplée aux connaissances spécifiques au site de Basin Pond « éclaire notre compréhension de la variabilité climatique dans le nord-est des États-Unis au-delà de l'ère de l'influence humaine » et « contribue à notre compréhension de la production et du devenir des brGDGTs. " dans les systèmes lacustres.