Kita semua telah melihat sekarang imej beruang kutub, kehadirannya yang berkuasa dikurangkan oleh pengasingan pada serpihan ais yang sangat kecil, dikelilingi oleh laut kobalt yang tidak sepatutnya berada di sana. Sebagai ungkapan simbol perubahan iklim yang pesat, ianya tidak dapat dinafikan.
Kandungan Terkait
- Kedua-dua saintis Smithsonian Mengawal Keadaan Misterius 1866 Kematian dan Sejarah Perubahan
- Sebuah Paparan Rare Publik dari Manuskrip Mayan Abad ke-17
- Tengkorak Gorilla Dian Fossey Adalah Khazanah Saintifik dan Simbol Perjuangannya
- Untuk para saintis, potongan Earwax Ikan Paus Boleh Menjadi Kekayaan Biologi
Tetapi jika anda benar-benar ingin mendapatkan pemahaman yang lebih baik tentang apa yang berlaku di Artik dan Subarctic, anda mesti mengagumi, sebaliknya, organisma jauh lebih sederhana dan tidak biasa daripada beruang kutub: alga coraline dari Clathromorphum genus.
Mereka bukan alga seperti yang biasanya difikirkan, sebagai sesuatu yang agak berlendir dan hijau yang mengapung di pantai atau di kolam. Kalsel adalah alga merah yang mempunyai cangkang keras kalsium karbonat di sekeliling setiap sel, dan mereka tumbuh di seluruh dunia. Gali Coraline dari genus Clathromorphum adalah spesifik ke lintang yang tinggi dan perairan Arctic dan Subarctic yang tinggi, dan mereka mempunyai cerita-cerita penting untuk memberitahu tentang lautan mereka dan bagaimana ia telah berubah sejak berabad-abad lamanya.
Para saintis mengatakan bahawa mereka juga merupakan arkib kunci maklumat. Itu kerana alga tumbuh di lapisan berbeza dari tahun ke tahun, dengan tekun merakam persekitaran mereka dalam proses.
"Terdapat arsip laut lain di Arktik, seperti teras sedimen dalam laut dan bivalve yang lebih pendek, tetapi alga koralline adalah satu-satunya arkib yang mencatat keadaan permukaan pada resolusi bermusim selama beratus-ratus tahun, " kata Jochen Halfar, profesor bersekutu geologi di Universiti Toronto dan saintis utama dalam Kumpulan Penyelidikan Paleoclimate dan Paleoecology. "Kami mempunyai beberapa arkib berasaskan tanah, contohnya, teras ais dari glasier dan lembaran ais. Tetapi itu bukanlah iklim marin, dan alga merah kini buat kali pertama membolehkan kami membina semula iklim marin di lintang yang tinggi tahun demi tahun ke masa lalu. "
Gali Coraline tumbuh pada substrat keras, meliputi batu-batu dan struktur lain seperti sejenis permaidani berkulit keras dan memamerkan warna saman Dolores Umbridge. (Maggie D. Johnson, NMNH) 
Clathromorphum telah menjadi kepentingan khusus kepada para saintis kerana di mana ia hidup dan keupayaannya berkembang pesat dalam masa yang sangat lama, beribu-ribu tahun. (Nick Caloyianis) 
Kerana mereka tumbuh-tumbuhan, mereka memotretkan sinar matahari untuk tumbuh, dan ketika mereka tumbuh, alga karang mengembangkan struktur rangka kalsium karbonat yang teguh yang terbentuk dari masa ke masa. (Walter Adey) Seberapa jauh pada masa lalu telah menjadi fokus kerjaya Walter Adey, saintis penyelidik emeritus dan kurator dengan Muzium Sejarah Alam Nasional Smithsonian. Contoh aloe coralline yang berusia 1, 200 tahun yang Adey dan pasukannya dikumpulkan di luar pantai Labrador pada tahun 2013 adalah salah satu daripada beratus-ratus spesimen muzium yang jarang dipamerkan dalam pameran "Objek Wonder, " yang dibuka pada 10 Mac 2017. pertunjukan meneliti peranan kritikal yang dimainkan oleh koleksi muzium dalam pencarian saintifik untuk pengetahuan.
Dengan semua akaun, Adey adalah bapa pengasas kajian coralline, telah mengumpul spesimen dan menyelidiki rahsia mereka sejak dia datang ke Institusi Smithsonian pada tahun 1964 (dia bersara pada tahun lepas, walaupun itu tidak bererti kajiannya terhadap coraline telah melambatkan ). Terutamanya melalui usahanya, mengumpul dari Arktik melalui kawasan tropika yang sering di dalam kapal yang sama ada dibina atau ditapis sendiri, kira-kira 100, 000 sampel coral dari pelbagai spesies ditempatkan di koleksi muzium.
Walau bagaimanapun , Clathromorphum menjadi minat khusus kepada para saintis kerana di mana ia hidup dan keupayaannya berkembang pesat dalam masa yang sangat lama-beribu-ribu tahun-sambil mengarkibkan maklumat iklim ketika ia tumbuh.
"Terumbu karang di kawasan tropika telah digunakan untuk menentukan persekitaran yang lalu, " kata Adey. "Tetapi di Artik, tidak ada terumbu karang air cetek. Terdapat karang yang sangat dalam, tetapi ini sangat berbeza dengan genera dan spesies terumbu karang tropika, dan mereka telah memainkan peranan yang sangat kecil dalam menentukan sejarah masa lalu Artik. Jadi satu-satunya sumber sebenar penuaan dan cuaca yang lalu, terutamanya suhu, adalah coral, dan ini agak baru. "
Gali Coraline tumbuh pada substrat keras, meliputi batu-batu dan struktur lain seperti sejenis permaidani berkulit keras dan memamerkan warna saman Dolores Umbridge.
Kerana mereka tumbuh-tumbuhan, mereka memotretkan sinar matahari untuk tumbuh, dan ketika mereka bertumbuh, mereka mengembangkan struktur kalsium karbonat yang teguh yang membina dari masa ke masa. Seperti pokok di terra firma, mereka mendokumenkan pertumbuhan mereka dalam cincin atau lapisan - "pokok-pokok di laut, " kata Halfar. Kerana mereka semakin banyak apabila mereka mempunyai lebih banyak cahaya, saintis boleh menganggarkan liputan ais laut setiap tahun berdasarkan ketebalan cincin atau lapisan setiap tahun.
Walter Adey (tengah) dengan penyelam Thew Suskiewicz (kiri) dan Mike Fox memaparkan spesimen 17 paun alga korali yang ditemui di Pulau Kingitok, Labrador. (David Belanger) "Jika anda membandingkan satu tahun apabila anda mempunyai ais laut yang pecah pada awal musim, apabila alga mendapat lebih banyak cahaya dan dapat bertumbuh lebih banyak, berbanding tahun-tahun lain ketika es laut ditutup lebih lama, kita boleh menentukur berapa lama terdapat ais laut pada tahun tertentu berdasarkan lebar lapisan ini, "kata Halfar.
Para saintis mengesahkan data ini dengan imejan satelit yang diambil sejak tahun 1970-an yang menunjukkan liputan ais laut. Oleh kerana nilai-nilai itu ditentukur, kata Halfar, para penyelidik boleh menggunakan alga untuk menganalisis liputan ais laut jauh sebelum imejan satelit disediakan. Menyediakan set data jangka panjang ini adalah peranan yang sangat penting untuk bermain alga dalam usaha untuk lebih memahami kesan perubahan iklim manusia di Artik dan Subarctic.
"Kami tidak mempunyai cara lain untuk membina semula keadaan lautan permukaan di Artik pada resolusi tahunan sejak beberapa ratus tahun yang lalu." Kata Halfar. "Kami mempunyai sedikit data pemerhatian dari Artik kerana tidak banyak orang yang tinggal di sana, mengambil pengukuran di banyak tempat. Jadi banyak dari data satelit, dan itu hanya sejak tahun 1970-an. "
Jurang-jurang yang besar dalam data sebelum imejan satelit tersedia adalah penting kerana sifat berbasikal pola iklim. Contohnya, Atlantik Multidecadal Oscillation-yang menjejaskan suhu permukaan laut dan boleh mempengaruhi musim badai Atlantik, kemarau di Amerika Utara, salji di Alps dan hujan di Sahel Afrika, antara kesan-kesan lain yang jauh-beroperasi pada 50- Skala kali 70-tahun di lintang tinggi Atlantik Utara.
"Jadi, anda boleh bayangkan, jika anda mempunyai 45 tahun data pemerhatian yang baik [dari satelit], anda hanya menangkap setengah kitaran, " kata Halfar. "Kita perlu meletakkan iklim Arktik menjadi perspektif jangka panjang untuk memahami sepenuhnya sistem iklim, dan juga untuk memproyeksikan perubahan iklim ke masa hadapan."
Keadaan permukaan hanyalah salah satu bahagian corallines cerita, bagaimanapun, dan sebagai saintis membawa teknologi baru untuk menanggung, mereka dapat menanyakan lebih banyak soalan.
"Hanya bahagian atasnya adalah tisu hidup, tetapi ia membina jisim ini yang mencatatkan perubahan dalam alam sekitar seumur hidupnya, " kata Branwen Williams, penolong profesor sains alam sekitar dengan Jabatan Sains WM Keck Claremont McKenna, Pitzer, dan Kolej Scripps. "Bahan kimia yang mereka bentuk di dalam rangka mereka berubah bergantung kepada apa yang berlaku di sekitar mereka. Mereka menumpukan lebih banyak magnesium dalam rangka mereka apabila suhu lebih panas, dan kurang apabila ia lebih sejuk. "
Dengan menganalisis kandungan magnesium dalam lapisan, para saintis boleh mendapatkan data mengenai suhu air walaupun hingga tempoh enam bulan, contohnya dari musim bunga, apabila air hangat, hingga musim sejuk. Menganalisis barium boleh membantu menentukan kemasinan. Dan pada penyelidikan coralline utama, Williams dan rakan sekerja menggunakan isotop boron untuk membantu menentukan pH, komponen kritikal lain dalam kimia air.
Sementara itu, Adey dan rakan pasca doktoralnya, Merinda Nash dari Australia, menggunakan peralatan berteknologi tinggi di muzium mineralogi Muzium untuk menunjukkan bahawa dinding sel berkapur yang coralines sangat kompleks, dengan banyak jenis mineral karbonat dan mikrostruktur pada skala nanometer . Maklumat baru ini akan membantu menyelaras arsip klimatologi.
Walaupun makmal ini terus berkembang pemahaman kita tentang berapa banyak corallines dapat memberitahu kita, mencari dan mengumpulkan Clathromorphum tetap tugas intensif, sukar, memerlukan penyelam untuk bekerja dalam suhu air yang dingin.
Kerja awal Adey dengan corallines menubuhkan kepelbagaian di seluruh dunia. Dan beberapa dekad lalu, beliau dapat menunjukkan terumbu karang Caribbean terumbu karang yang berusia hingga 3, 000 tahun, hanya terhad dengan paras laut. Oleh kerana persoalan-persoalan yang mengelilingi perubahan iklim menjadi lebih mendesak, terutamanya di Artik, tumpuannya mula beralih ke mencari contoh-contoh Clathromorphum yang beratus-ratus, jika tidak beribu-ribu tahun.
Pada tiga ekspedisi antara tahun 2011 dan 2013, Adey dan pasukan pelajar siswazahnya meliputi kebanyakan pantai Labrador, cuba bukan sahaja untuk mencari spesimen tertua Clathromorphum yang mereka boleh, tetapi juga menganalisis apa keadaan alam sekitar yang menyediakan habitat terbaik untuk tumbuh-tumbuhan alga tanpa dihancurkan oleh ais, bosan dengan kerang, atau sebaliknya terkompromi oleh faktor semula jadi.
Mereka menemui sampel kepada kira-kira 1, 800 tahun dalam persekitaran khusus di mana coralin boleh berkembang lebih lama kerana organisma lubang membosankan tidak dapat bertahan. Mereka juga dapat memetakan satu jenis substrat di mana saintis boleh mengharapkan untuk mencari lebih banyak alga sepanjang Artik dalam ekspedisi masa depan.
Halfar, misalnya, musim panas lalu mengembara dari Greenland ke Laluan Barat Laut untuk mencari Clathromorphum . Tumpuannya ialah mencari contoh hingga 200 tahun di banyak lokasi yang mungkin di seluruh Artik untuk membuat satu set data yang luas dari sebelum permulaan Revolusi Perindustrian, apabila jejak karbon manusia mula berkembang secara dramatik.
"Apa yang mungkin berlaku sekarang ialah untuk mewujudkan rangkaian pembinaan semula iklim kira-kira 150 tahun, dan ini merupakan langkah besar dari hanya bekerja dari pemerhatian satelit dari tahun 1970-an, " katanya. "Setiap rantau berbeza dari segi kehilangan ais laut. Rangkaian luas di seluruh Kutub Utara akan membolehkan kita memeriksa kehilangan ais secara terperinci dalam setiap kawasan. "
" Objek Wonder: Dari Koleksi Muzium Nasional Sejarah Alam" adalah pada 10 Mac 2017 hingga 2019.
