A foraminiferák, a titokzatos lények, amelyek feltárják a múltat, és segítenek megjósolni a jövőt

Nincsen jövőnk tudomány nélkül, nincsen Qubit nélkületek. Támogasd a munkánkat!

Sokan nem is sejtik, hogy amikor a Nagy-korallzátony területén található, híres Lizard-sziget gyönyörű, fehér homokos tengerpartján sétálgatnak, milliónyi apró tengeri élőlény meszes héja ropog a talpuk alatt. 

Ha az ember ilyenkor fogna egy marék homokot, és mikroszkóp alatt megvizsgálná, meglepő világ tárulna elé: csodálatos, fehér, csigaházhoz hasonlatos képződmények hihetetlen formagazdagságának lenne tanúja. Ezeket a szabad szemmel alig látható házakat a likacsoshéjúak (Foraminifera) törzsébe tartozó, vízben élő egysejtűek képzik. És bár sokan még csak nem is hallottak ezekről az élőlényekről, rendkívül fontos szerepet töltenek be a paleoklimatológiai kutatásokban, és ezáltal a jelenlegi  éghajlatváltozás megértésében is. 

Körülbelül 4000 likacsoshéjú faj népesíti be manapság az óceánokat, és az elpusztult egyedek vázai fontos részét képzik a tengeri üledékek fosszíliaállományának. Élőhelyük szerint a likacsoshéjúak két fő csoportra oszthatók: planktonikus és bentikus foraminiferákra. A jóval kevesebb fajt felölelő planktonikus foraminiferák életüket a vízoszlopban töltik  el, míg a bentikus fajok a tengeri üledékben vagy annak felszínén élnek. Mivel ezek az egysejtűek a vízben lévő ionokból építik fel házukat, pontosan leképezik a héjépítés során őket körülvevő tengervíz állapotát (hőmérséklet, sótartalom, izotópos összetétel). Ez a tengervíz jellemzőiről készült pillanatfelvétel az előlény elpusztulása után fosszília formájában évezredekig, sőt akár évmilliókig megőrződik a tengeri  üledékben. 

Modern foraminiferák a tengeri üledék felszínéről, Aggersund, Limfjorden, DániaFotó: Marit-Solveig Seidenkrantz

Mivel számos planktonikus faj meghatározott vízmélységben tölti életét, a különböző fajok vázaiból kinyerhető információ pontos képet ad arról, hogy milyen tulajdonságai voltak az üledék feletti vízoszlopnak egy adott pillanatban a földtörténeti múlt során. Ezen kívül bizonyos fajok speciális környezeti tényezőkhöz köthetők, így jelenlétük a fosszilis leletben utalhat ezen környezeti feltételek meglétére a múltban. A likacsoshéjúak fosszilis vázainak tanulmányozásával rekonstruálhatjuk a tengeri áramlatokat, következtethetünk a tengeri elsődleges termelés mértékére, és bizonyos fajok esetén akár a vízoszlop feletti jégtakaró meglétére is. Ezeknek az  információknak a segítségével pedig rekonstruálhatjuk a földtörténeti múlt éghajlatát.

A múlt segít megérteni a jelent és megjósolni a jövőt

De miért is fontos a múlt tanulmányozása? A földtörténet klímaváltozásainak  megértése kulcsfontosságú a mostani, drasztikus éghajlatváltozás értelmezéséhez. A Föld története során az éghajlat számos alkalommal változott meg jelentős mértékben: globális átlagban a mainál több fokkal melegebb és hidegebb klíma is előfordult. Ha sikerül  feltérképeznünk a régmúlt éghajlatváltozásainak kiváltó okait, illetve megértenünk azok összefüggéseit, egyszerűbb lesz megbecsülni, hogy a jelenlegi globális  felmelegedés milyen mértékben tulajdonítható az emberi tevékenységnek, illetve milyen mértékben természetes eredetű. 

Foraminiferák késö-holocén (kb. 4000 évvel ezelőtti) tengeri üledékböl, Ameralik fjord, Nyugat-GrönlandFotó: Marit-Solveig Seidenkrantz

A paleoklimatológiai kutatásokban kiváltképpen fontos szerepet kap az Északi-sarki-óceán. A terület különösen érzékeny az éghajlati változásokra, és jelenleg az itteni felmelegedés nagyobb mértékű, mint bárhol máshol a Földön. Az északi-sarki jégtakaró nyári kiterjedése drasztikusan csökkent az utóbbi évtizedekben, és modellszimulációs előrejelzések alapján akár már 2040-2050 környékén szezonálisan jégmentessé válhat ez a régió. A tengeri jégtakaró a szárazföld-óceán-atmoszféra-rendszer kritikus komponense, így kiterjedésének csökkenése számos fizikai  folyamatot befolyásol. A jégveszteség és az ennek hatására kialakuló csökkent fényvisszaverő képesség (albedó) következményeként az óceán több hőenergiát nyel el, ami tovább olvasztja a már eleve redukálódott jégtakarót. Ezt a folyamatot nevezzük sarkvidéki amplifikációnak. A fogyatkozó jég és az olvadással járó megnövekedett édesvízmennyiség pedig kihat számos éghajlati jelenségre (például az észak-atlanti oszcillációra), illetve a mélyóceáni áramlásra is, és ezeken keresztül  befolyásolja a globális klímát. A jégtakaró kritikus szerepe miatt különösen fontos  lenne megérteni, hogy a jelenlegi csökkenő tendencia milyen mértékben része a tengeri jég állapotának természetes váltakozásának, illetve mennyiben emberi tevékenység következménye. 

Modern foraminiferák a Karib-tenger üledékének felszínéről, kb. 4000 méteres mélységbőlFotó: Marit-Solveig Seidenkrantz

A kérdés megválaszolásához először rekonstruálnunk kell a jégtakaró kiterjedésének változásait a régmúltban, és meg kell ismernünk annak kiváltó okait.  Ezt a célt tűzte maga elé a dániai Aarhusi Egyetem által koordinált,  2018-ban kezdett és 2020-ban lezárt, az Európai Bizottság által támogatott projekt, az IceDynamO. A kutatók egy tengeri expedíció során fúrómagmintát vettek a tengeri üledékből Grönland északkeleti partjainak közelében. A magfúrás a görögdinnye meglékeléséhez hasonlít: a kutatók egy hosszú, üres hengert nyomnak a tengeri üledékbe, és amikor a henger megtelik, felcsörlőzik a fedélzetre. A benne található üledékmag a múlt kronologikus leképezése: a tetejétől az alja felé haladva a jelenkorból jutunk a régmúltba. 

Foraminiferák közép-holocén (kb. 8000 évvel ezelőtti) tengeri üledékböl, Ameralik fjord, Nyugat-GrönlandFotó: Marit-Solveig Seidenkrantz

Az IceDynamO projektben résztvevő kutatók először szénizotópos kormeghatározással megállapították az üledék egyes rétegeinek korát, majd megvizsgálták a különböző korú rétegekben található foraminiferákat. A faj összetételének változásaiból következtettek arra, hogy a vizsgálati helyen hogyan változott a tengeri áramlatok erőssége a régmúlt folyamán, és hogy milyen arányban szállítottak az áramlatok hideg, északi-sarki eredetű, illetve melegebb, atlanti-óceáni eredetű víztömegeket. Ezeknek az információknak a segítségével következtethettek a Grönland északkeleti partjai előtt fekvő jégtakaró kiterjedésének váltakozására az utóbbi 10 ezer év folyamán. A projekt eredményei azért bírnak nagy jelentőséggel, mert hozzásegítik a tudósokat pontosabb számítógépes szimulációk létrehozásához,  amelyekkel képesek lesznek precízebben megjósolni a közeljövő klimatikus változásait.

A cikk szerzője tengerbiológus, paleoceanográfus, a dániai Aarhusi Egyetem kutatója.

Járvány, klímaváltozás, forradalmak – mindez csak három dermesztő arca annak a felbolydult világnak, ami ránk vár. Lesz még neki jó pár. Ha teheted, segítsd a munkánkat, mi megháláljuk a bizalmadat, és ebben a nagy zavarodottságban hitelesen, alaposan és közérthetően magyarázzuk el, hogy a legégetőbb kérdésekre milyen válaszokat adnak a sárgolyó legnagyobb elméi. Maradj velünk. Támogatom a Qubit szerkesztőségét!

Kapcsolódó cikkek a Qubiten: