Paleo-miljørekonstruksjon
Bestemmelse av klima og vegetasjon i fortiden
Professor David Noone bruker en snøgrop for å studere islag i en isbre på Grønland. Joe Raedle / Getty Images
Paleomiljørekonstruksjon (også kjent som paleoklimatrekonstruksjon) refererer til resultatene og undersøkelsene som er utført for å fastslå hvordan klimaet og vegetasjonen var på et bestemt tidspunkt og sted i fortiden. Klima , inkludert vegetasjon, temperatur og relativ fuktighet, har variert betydelig i løpet av tiden siden den tidligste menneskelige beboelsen av planeten jorden, både av naturlige og kulturelle (menneskeskapte) årsaker.
Klimatologer Bruk først og fremst paleo-miljødata for å forstå hvordan miljøet i vår verden har endret seg og hvordan moderne samfunn må forberede seg på endringene som kommer. Arkeologer bruker paleo-miljødata for å hjelpe til med å forstå levekårene for menneskene som bodde på et arkeologisk sted. Klimatologer drar nytte av de arkeologiske studiene fordi de viser hvordan mennesker i fortiden lærte å tilpasse seg eller ikke klarte å tilpasse seg miljøendringer, og hvordan de forårsaket miljøendringer eller gjorde dem verre eller bedre ved sine handlinger.
Bruk av proxyer
Dataene som samles inn og tolkes av paleoklimatologer er kjent som proxyer, stand-ins for det som ikke kan måles direkte. Vi kan ikke reise tilbake i tid for å måle temperaturen eller fuktigheten for en gitt dag eller år eller århundre, og det er ingen skriftlige registreringer av klimatiske endringer som vil gi oss disse detaljene eldre enn et par hundre år. I stedet stoler paleoklimaforskere på biologiske, kjemiske og geologiske spor etter tidligere hendelser som var påvirket av klimaet.
De primære proxyene som brukes av klimaforskere er plante- og dyrerester fordi typen flora og fauna i en region indikerer klimaet: tenk på isbjørn og palmetrær som indikatorer på lokalt klima. Identifiserbare spor av planter og dyr varierer i størrelse fra hele trær til mikroskopiske kiselalger og kjemiske signaturer. De mest nyttige restene er de som er store nok til å kunne identifiseres for arter; moderne vitenskap har vært i stand til å identifisere gjenstander så små som pollen korn og sporer til plantearter.
Nøkler til tidligere klima
Proxy-bevis kan være biotiske, geomorfe, geokjemiske eller geofysiske; de kan registrere miljødata som varierer i tid fra årlig, hvert tiende år, hvert århundre, hvert årtusen eller til og med flere tusen år. Hendelser som trevekst og regionale vegetasjonsendringer setter spor i jordsmonn og torvavsetninger, is- og morener, huleformasjoner og i bunnen av innsjøer og hav.
Forskere stoler på moderne analoger; det vil si at de sammenligner funnene fra fortiden med de som finnes i dagens klima rundt om i verden. Det er imidlertid perioder i svært gammel fortid da klimaet var helt annerledes enn det som nå oppleves på planeten vår. Generelt ser disse situasjonene ut til å være et resultat av klimaforhold som hadde mer ekstreme sesongmessige forskjeller enn noen vi har opplevd i dag. Det er spesielt viktig å erkjenne at atmosfæriske karbondioksidnivåer var lavere tidligere enn de nåværende i dag, så økosystemer med mindre klimagasser i atmosfæren oppførte seg sannsynligvis annerledes enn i dag.
Paleo-miljødatakilderDet finnes flere typer kilder hvor paleoklimaforskere kan finne bevarte registreringer av tidligere klima.
- Isbreer og isdekker: Langsiktige islegemer, som Grønland og Antarktis isplater , har årlige sykluser som bygger nye lag med is hvert år som tre ringer . Lagene i isen varierer i tekstur og farge under varmere og kjøligere deler av året. Også breer utvider seg med økt nedbør og kjøligere vær og trekker seg tilbake når varmere forhold råder. Fanget i de lagene som er lagt ned over tusenvis av år, er støvpartikler og gasser som ble skapt av klimatiske forstyrrelser som vulkanutbrudd, data som kan hentes ved hjelp av iskjerner.
- Havbunner: Sedimenter avsettes i bunnen av havene hvert år, og livsformer som foraminiferer, ostracoder og kiselalger dør og avsettes hos dem. Disse formene reagerer på havtemperaturer: for eksempel er noen mer utbredt i varmere perioder.
- Elvemunninger og kystlinjer: Elvemunninger bevarer informasjon om høyden på tidligere havnivåer i lange sekvenser av vekslende lag med organisk torv da havnivået var lavt, og uorganisk silt når havnivået steg.
- Innsjøer: I likhet med hav og elvemunninger har innsjøer også årlige basalavsetninger kalt varver. Varves har et bredt utvalg av organiske rester, fra hele arkeologiske funnsteder til pollenkorn og insekter. De kan ha informasjon om miljøforurensning som sur nedbør, lokal jernbruk eller avrenning fra eroderte åser i nærheten.
- Grotter: Grotter er lukkede systemer, hvor gjennomsnittlige årlige temperaturer opprettholdes året rundt og med høy relativ luftfuktighet. Mineralforekomster i huler som stalaktitter, stalagmitter og flytsteiner dannes gradvis i tynne lag av kalsitt, som fanger kjemiske sammensetninger fra utsiden av hulen. Grotter kan dermed inneholde kontinuerlige, høyoppløselige poster som kan dateres ved hjelp av uran-serie dating .
- Terrestrisk jord: Jordforekomster på land kan også være en kilde til informasjon, og fange dyr og planterester i kolluviale avsetninger ved foten av åser eller alluviale avsetninger i dalterrasser.
Arkeologiske studier av klimaendringer
Arkeologer har vært interessert i klimaforskning siden minst Grahame Clarks arbeid i 1954 ved Star Carr. Mange har jobbet med klimaforskere for å finne ut de lokale forholdene på okkupasjonstidspunktet. En trend identifisert av Sandweiss og Kelley (2012) antyder at klimaforskere begynner å vende seg til den arkeologiske journalen for å hjelpe til med rekonstruksjonen av paleomiljøer.
Nyere studier beskrevet i detalj i Sandweiss og Kelley inkluderer:
- Samspillet mellom mennesker og klimatiske data for å bestemme hastigheten og omfanget av Gutten og den menneskelige reaksjonen på det i løpet av de siste 12 000 årene av mennesker som har levd i kysten av Peru.
- Fortell Leilan i nord Mesopotamia (Syria) forekomster matchet med havborekjerner i Arabiahavet identifiserte et tidligere ukjent vulkanutbrudd som fant sted mellom 2075-1675 f.Kr., som igjen kan ha ført til en brå tørring med oppgivelsen av tellen og kan ha ført til oppløsningen av Det akkadiske riket .
- I Penobscot-dalen i Maine i det nordøstlige USA, bidro studier på steder datert til tidlig-midt arkaisk (~9000-5000 år siden), med å etablere en kronologi over flomhendelser i regionen assosiert med fallende eller lave innsjønivåer.
- Shetland Island, Skottland, hvor områder i neolittisk alder er sandoversvømmet, en situasjon som antas å være en indikasjon på en periode med storm i Nord-Atlanteren.
Kilder
- Allison AJ og Niemi TM. 2010. Paleo-miljømessig gjenoppbygging av Holocene kystsedimenter ved siden av arkeologiske ruiner i Aqaba, Jordan. Geoarkeologi 25(5):602-625.
- Dark P. 2008. Paleomiljørekonstruksjon, metoder . I: Pearsall DM, redaktør. E ncyclopedia of Archaeology . New York: Academic Press. s. 1787-1790.
- Edwards KJ, Schofield JE og Mauquoy D. 2008. Høyoppløselige paleo-miljømessige og kronologiske undersøkelser av norrønt landnám ved Tasiusaq, Eastern Settlement, Grønland . Kvartærforskning 69:1–15.
- Gocke M, Hambach U, Eckmeier E, Schwark L, Zöller L, Fuchs M, Loescher M og Wiesenberg GLB. 2014 Introduserer en forbedret multi-proxy-tilnærming for paleo-miljømessig rekonstruksjon av löss-paleosol-arkiver brukt på Late Pleistocene Nussloch-sekvensen (SW Tyskland). Paleogeografi, paleoklimatologi, paleoøkologi 410:300-315.
- Lee-Thorp J og Sponheimer M. 2015. Bidrag av stabile lysisotoper til paleomiljørekonstruksjon . I: Henke W, og Tattersall I, redaktører. Håndbok i paleoantropologi . Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg. s. 441-464.
- Lyman RL. 2016. Den gjensidige klimatiske rekkeviddeteknikken er (vanligvis) ikke området for sympatiteknikk når man rekonstruerer paleomiljøer basert på faunarester. Paleogeografi, paleoklimatologi, paleoøkologi 454:75-81.
- Rhode D, Haizhou M, Madsen DB, Brantingham PJ, Forman SL og Olsen JW. 2010. Paleomiljømessige og arkeologiske undersøkelser ved Qinghai-sjøen, vestlige Kina: Geomorfe og kronometriske bevis på innsjønivåhistorie . Kvartær internasjonal 218(1–2):29-44.
- Sandweiss DH og Kelley AR. 2012. Arkeologiske bidrag til forskning om klimaendringer: Den arkeologiske registreringen som et paleoklimatisk og paleomiljøarkiv* . Årlig gjennomgang av antropologi 41(1):371-391.
- Shuman BN. 2013. Paleoklimarekonstruksjon - Tilnærminger I: Elias SA, og Mock CJ, redaktører. Encyclopedia of Quaternary Science (Andre utgave). Amsterdam: Elsevier. s. 179-184.