Madden–Julian oscillations and Calendar-band frequencies in the geological past
Analyse van groeioscillaties in het Laat-Paleogeen en Vroeg-Neogeen van de Caribische foraminiferen onthult periodiciteiten die overeenkomen met maancycli en de atmosferische Madden–Julian-oscillatie, wat suggereert dat de MJO wereldwijd voortplantte zonder significante attenuatie door continentale barrières tijdens die geologische periode.
Oorspronkelijk artikel gelicentieerd onder CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Dit is een AI-gegenereerde uitleg van het onderstaande artikel. Het is niet geschreven of goedgekeurd door de auteurs. Raadpleeg het oorspronkelijke artikel voor technische nauwkeurigheid. Lees de volledige disclaimer
Diep in de zonovergoten laag van de oceaan gedijt microscopisch leven op een delicaat evenwicht van licht en tijd. Onder deze minuscule wezens bevinden zich grotere foraminiferen, eencellige organismen die complexe, glazen schelpen bouwen. Velen van hen leven in symbiose met algen, waarbij ze vertrouwen op het zonlicht dat de algen opvangen om hun groei te voeden. Omdat hun overleving zo zwaar afhangt van licht, zijn hun groeipatronen niet willekeurig; ze zijn afgestemd op de ritmes van de lucht en de zee. Net zoals planten naar de zon draaien, bouwen deze organismen hun schelpen in reactie op de veranderende getijden, de fasen van de maan en zelfs de verschuivende patronen van de atmosfeer daarboven. Decennialang hebben wetenschappers deze ritmes in levende soorten bestudeerd en ontdekt dat hun schelpen de hartslag van de planeet vastleggen. Maar wat als deze ritmes niet slechts een modern fenomeen waren? Wat als de schelpen van oeroude wezens ons iets konden vertellen over de weersystemen van miljoenen jaren geleden, lang voordat mensen over de aarde liepen?
Een team onderzoekers van de Universiteit van Wenen en GeoSphere Austria heeft hun aandacht gericht op de gefossiliseerde schelpen van drie specifieke soorten van deze oeroude foraminiferen, gevonden in gesteentelagen verspreid over de Caribische Zee. Deze wezens, die leefden tijdens de Laat-Eoceen, Laat-Oligoceen en Vroeg-Mioceen tijdperken, behoren tot een groep die bekend staat als lepidocycliniden. Net als hun moderne verwanten bezaten zij glazen schelpen die verdeeld waren in kleine, herhalende compartimenten genaamd kamers, die verder waren onderverdeeld in nog kleinere eenheden. De onderzoekers bestudeerden dunne plakjes van deze fossielen en maten de grootte van elk klein compartiment terwijl het organisme groeide. Ze zochten naar een patroon: een herhalende stijging en daling in de grootte van deze compartimenten die zou aangeven dat het organisme reageerde op een regelmatige cyclus in zijn omgeving.
De analyse onthulde een duidelijk en consistent verhaal. Terwijl de oeroude foraminiferen groeiden, nam de grootte van hun compartimenten niet gelijkmatig toe. In plaats daarvan oscilleerde de groei, waarbij het proces versnelde en vertraagde in een voorspelbaar ritme. Wanneer de onderzoekers het aantal kamers vertaalden naar dagen, gebruikmakend van de groeisnelheid van een levende verwant als gids, ontdekten zij dat deze ritmes overeenkwamen met specifieke tijdsperioden. De meest dominante patronen kwamen voor rond de 7,8 dagen, 13,9 dagen en 26,7 dagen. Er waren ook zwakkere, langere ritmes die verschenen rond de 38,5 en 58,6 dagen. Deze tijdskaders zijn niet willekeurig; ze komen nauw overeen met bekende natuurlijke cycli. De perioden van 13,9 en 26,7 dagen komen respectievelijk overeen met de halfmaandelijkse spring- en slapengetijden en de maandelijkse cyclus van de maan. Het 7,8-daagse ritme, bekend als een circaseptaan cyclus, is moeilijker te koppelen aan een specifieke externe gebeurtenis en kan een interne biologische klok zijn.
De meest opmerkelijke ontdekking ligt echter in de langere ritmes. De oscillaties die optreden rond de 50 dagen suggereren een verband met een massaal atmosferisch fenomeen dat bekend staat als de Madden-Julian-oscillatie. Dit is een grootschalig weerpatroon dat zich oostwaarts rond de evenaar beweegt en perioden van zware regenval en droge condities brengt over een periode van 30 tot 90 dagen. Tegenwoordig wordt dit weersysteem grotendeels geblokkeerd bij het oversteken van de Amerika's door de landbrug van Centraal-Amerika, die de Atlantische en de Stille Oceaan van elkaar scheidt. Toch suggereert het fossiele bewijs uit de Caribische Zee dat deze barrière tijdens het Laat-Paleogeen en Vroeg-Neogeen niet op dezelfde manier bestond. De onderzoekers stellen voor dat warme oceaanstromen vrij tussen de Atlantische en de Stille Oceaan stroomden, waardoor de atmosferische puls van de Madden-Julian-oscillatie ongehinderd rond de evenaar kon reizen.
Deze bevinding herschrijft ons begrip van het oude klimaat. Het suggereert dat de weersystemen die het wereldwijde klimaat aansturen tijdens deze geologische perioden meer verbonden en krachtiger waren dan nu. De foraminiferen, door deze atmosferische signalen in hun schelpen vast te leggen, bieden een uniek venster op een tijd waarin de evenaar een continue gordel van warm water en weer was. De studie beweert niet elk mysterie van het oude klimaat te hebben opgelost, maar biedt een nieuwe methode om het verleden te lezen. Door de groeiringen van microscopische schelpen als een kalender te behandelen, kunnen wetenschappers nu niet alleen de getijden en de maan detecteren, maar ook de ademhaling van de atmosfeer zelf, wat een wereld onthult waar de weerpatronen van de Indische Oceaan helemaal tot in de Caribische Zee konden rimpelen zonder hun kracht te verliezen.
Verdrinkt u in papers in uw vakgebied?
Ontvang dagelijkse digests van de nieuwste papers die bij uw onderzoekswoorden passen — met technische samenvattingen, in uw taal.