気候変動を予期する藻

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気候変動を予期する藻

ブラウン大学の研究チームが、気候変動の予測と古代からの海氷の関連について調査しました。

海氷の濃度低下は、それに関連する藻類やそれらが残す分子も低下します。研究は、それら分子の海氷濃度の指標であるかもしれない事を発見し、種々の年代の堆積物中の分子の濃度の把握が、時間の経過とともに海氷の濃度を予測できる事を示唆しています。

“We’ve shown that this molecule is a strong proxy for sea ice concentration,” said Karen Wang, a Ph.D. student at Brown and lead author of the research. “Looking at the concentration of this molecule in sediments of different ages could allow us to reconstruct sea ice concentration through time.”

参照元:https://www.brown.edu/news/2021-01-04/seaice
– ブラウン大学 Brown University. January 4, 2021 –

海氷は、地球の気候の変化を示す重要な指標です。

ブラウン大学の研究者による新しい発見は、科学者に古代からの海氷の豊富さと分布情報を再構築する新しい方法を提供する可能性があり、それは現在起こっている人為的な気候変動を理解するのに役立つ可能性があります。

Nature Communicationsに発表された研究で、研究者たちは、高緯度の海底堆積物によく見られる、四不飽和アルケノン(C37:4)として知られる有機分子が、これまで知られていなかった1つ以上の氷に生息する藻類によって生成されることを示しています。

海氷の濃度が低下して流れると、それに関連する藻類や、それらが残す分子も低下します。

研究の筆頭著者でブラウン大学の博士号を取得したKarenWang氏は話します。

「この藻の分子が海氷濃度の強力な代用物であることを示しました。さまざまな年代の堆積物中のこの分子の濃度を調べることで、時間の経過とともに海氷の濃度を再構築することができます。」

他の種類のアルケノン分子は、海面水温の代用物として何年もの間使用されてきました。

さまざまな温度で、海面に生息する藻類は、C37:2およびC37:3として知られるさまざまな量のアルケノンを生成します。

科学者は、海底堆積物に見られるこれら2つの分子の比率を使用して、過去の気温を推定できます。

C37:4-この新しい研究の焦点は、温度測定の問題として長い間考えられてきました。それは北極に近いところから採取された堆積物に現れ、C37:2 / C37:3の比率を捨てます。

国立科学財団が資金提供したプロジェクトの主任研究員であり、ブラウンの地球環境惑星科学部門の教授であるYongsong Huangは話します。

「それがどこから来たのか、それが何かに役立つのかどうかは誰も知りませんでした。人々はいくつかの理論を持っていましたが、誰も確かに知りませんでした。」

それを理解するために、研究者たちは北極周辺の氷点から採取されたC37:4を含む堆積物と海水のサンプルを研究しました。

彼らは、高度なDNAシーケンス技術を使用して、サンプルに存在する生物を特定しました。

その作業により、イソクリシス目からこれまで知られていなかった藻類が産出されました。

その後、研究者たちは実験室でそれらの新種を培養し、それらが実際に非常に豊富なC37:4を生成したものであることを示しました。

次のステップは、これらの氷に生息する藻類によって残された分子が信頼できる海氷プロキシとして使用できるかどうかを確認することでした。

そのために、研究者たちは、現在の海氷縁に近い北極海のいくつかの場所からの堆積物コア中のC37:4の濃度を調べました。

最近では、これらの場所の海氷は地域の温度変化に非常に敏感であることが知られています。

その研究により、C37:4の最高濃度は、気候が最も寒く、氷がピークに達したときに発生することがわかりました。

最高濃度は、約12、000年前に発生した非常に寒くて氷の状態の期間であるヤンガードリアスにまでさかのぼります。

気候が最も暖かく、氷が沈んだとき、C37:4はまばらでした、と研究は発見しました。

Wang氏は話します。

「この新しいプロキシとの相関関係は、人々が使用する他のマーカーよりもはるかに強力でした。海氷のモデリングは厄介なプロセスであるため、完全な相関関係はありませんが、これはおそらくあなたが得ようとしているのと同じくらい強力です。」

そして、この新しいプロキシには、他のプロキシに比べていくつかの追加の利点があると研究者たちは述べています。

海氷を再構築するためのもう1つの方法は、珪藻と呼ばれる別の種類の藻類の化石の残骸を探すことです。

しかし、化石分子が分解する可能性があるため、この方法は過去にさかのぼって信頼性が低下します。

C37:4のような分子は、より堅牢に保存される傾向があり、他の方法よりも深部での再構築に適している可能性があります。

研究者たちは、これらの新しい藻類をさらに研究して、それらが海氷にどのように埋め込まれるか、そしてどのようにこのアルケノン化合物を生成するかをよりよく理解することを計画しています。

藻類は海氷の中の塩水泡や水路に生息しているように見えますが、氷が溶けた直後に咲くこともあります。

これらのダイナミクスを理解することは、研究者が海氷プロキシとしてC37:4をより適切に較正するのに役立ちます。

最終的に、研究者たちは、新しいプロキシが時間の経過とともに海氷のダイナミクスをよりよく理解できるようになることを望んでいます。

その情報は過去の気候のモデルを改善し、将来の気候変動のより良い予測を可能にするでしょう。

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