LAST GLACIAL ATMOSPHERIC DUST AND CLIMATE CHANGE IN EUROPE

Att förstå orsakerna till den globala klimatförändringen är en av de viktigaste vetenskapliga utmaningarna vi står inför. Klimatrekonstruktioner baserade på naturliga arkiv, till exempel iskärnor och sedimentlager, visar att klimatet kan förändras dramatiskt under korta tidsskalor, i vissa fall så korta som några decennier. Dessa förändringar påverkar samhället och motverkar en hållbar samhällsutveckling, vilket visar vikten av att förstå de inneboende processerna i klimatskiftena.

Vindtransporterat stoft är en viktig komponent i klimatsystemet, men vi vet inte om stoft i atmosfären först förändrar klimatet eller omvänt, att klimatet förändrar mängden stoft i atmosfären, under istiden. Stofttransporten visar kopplingar till historiska klimatförändringar, och påvisar även koppling till den pågående globala klimatförändringen. Trots detta är betydelsen av stoft och dess koppling till klimatförändringarna dåligt känd. Detta framgår i den IPCC-rapporten från FNs klimatpanel (2014). Atmosfäriskt stoft ändrar absorptionen av inkommande solstrålning, påverkar molnbildningen, och ger effekter på produktionen i havet, som i sin tur förändrar atmosfärens koldioxidhalter. Samtidigt påverkar förändringarna i klimatet stoftmängden, till exempel genom förändringar i nederbörd, vilket ger ett komplext samband mellan stoft och klimat. Stofthalten i atmosfären påverkar flera återkopplingsmekanismer och påverkar olika steg i klimatprocessen; dessa faktorer är dock dåligt kända. Detta projekt syftar till att förbättra kunskapen om kopplingen mellan atmosfäriskt stoft och klimat genom att utföra den första systematiska analysen av stoftdata i europeisk skala. Projektet föreslår att stoftarkiven från de europeiska ’loessjordarna’ ska studeras. ’Loess’ består av deponerat atmosfäriskt stoft och analys av loesslager kan belysa både tidigare klimatförändringar och stoftaktivitet.

Avlagringarna från den Kvartära tidsperiodens istider, som sträcker sig från 2 600 000 år fram till nu, är omfattande och denna period kännetecknas av dramatiska förändringar i klimatet. Ackumulationen av dessa loessavlagringar kan belysa hur stor mängd stoft som fanns i atmosfären under den här perioden, samtidigt som vi kan utröna ursprungskällorna till stoftet. Stora förändringar i stoftlagren har hittats i flera avlagringar av loess över Europa vilket kan visa på plötsligt storskaliga mängder av atmosfäriskt stoft. Om vi på samma gång studerar den samtida stoftkällan skulle det belysa vad som förorsakar stoft i atmosfären. Med hjälp av jämförelser med klimatdata från samma tidssekvenser får projektet ett mått på den relativa tidpunkten för stoftpulserna och därmed plötsliga klimatförändringar. Hittills har denna analysnivå inte varit möjlig eftersom den kräver detaljerade, robusta och exakt daterade modeller för atmosfäriska stoftkoncentrationer. Dessutom finns en hel del geokemiskt arbete kvar att göra för att ta reda på hur källan till stoftet samtidigt kan ha ändrats under tid. Projektet kommer att använda modern analysteknik (till exempel kol-14 dateringar och proveniensanalyser av zirkon U-Pb isotoper) som ger både källan och åldern i mycket finskaliga provintervall på europeiska loessavlagringar under de senaste 45 000 åren; den senaste istiden. Inom projektet kommer man även använda sig av kornstorleksanalys och mineralmagnetisk analys för att konstruera klimatarkiv från samma loessekvenser. Detta ger en unik möjlighet att hitta snabba och kortvariga förändringar i återkopplingssystemen som reglerar stoftflödet i en tidigare oöverträffad detaljrikedom över ett stort område. Resultaten kommer att användas i klimatmodeller för att simulera stoftets roll för klimatförändringarna. Dessa kombinerade klimatarkiv och -modell forskning kommer att leda till förbättringar i klimatprognoser. En viktig del av denna analys är den ökning av potential den kommer att medföra i förståelsen för återkopplingen av stoftprocesser i klimatsystemet, deras orsaker och hur känsliga dessa återkopplingsmekanismer är gentemot varandra. Detta kommer öka vår förståelse för en av de minst kända aspekterna hos klimatet och kommer att bidra till projektet kan ta fram information om hur stoftflödena kan prognosticeras i framtida klimatscenarier i det aktuella forskningsområdet vilket gynnar samhället och människors hälsa.