O papel dos oligoelementos como proxies paleoclimáticos foi explorado na pesquisa ambiental colaborativa liderada pela ANSTO.

Paleoclima é a reconstrução e o estudo dos estados climáticos anteriores na Terra e em outros planetas.

Traços de metais de aerossóis na atmosfera que são depositados no solo, ou da rocha, e fazer o seu caminho em estalagmites da caverna podem ser usados ​​como substitutos para confirmar eventos climáticos, de acordo com pesquisa publicada por Carol Tadros e associados em Ciência do Meio Ambiente Total .

A pesquisa ajudará a decifrar a complexidade dos sinais geoquímicos em gotejamento de água de espeleotemas (estalagmites de cavernas), a fim de reconstruir de forma confiável uma história do paleoclima no sudeste da Austrália.

Tadros publicou o artigo como parte de seu doutorado. estudos realizados na University of New South Wales sob a supervisão do Prof Andy Baker, Diretora de Pesquisa e Meio Ambiente e Dra. Pauline Treble da ANSTO. Stuart Hankin da ANSTO também contribuiu com a pesquisa.

Traçar quantidades de sódio, potássio, zinco e outros elementos são transportados como partículas finas em aerossóis antes de serem depositados em cavernas. Esses elementos podem modificar a composição química das águas de gotejamento usadas em pesquisas ambientais.

"Se soubermos que um oligoelemento pode ser usado como proxy para, digamos, eventos de seca e El Niño, então, quando olhamos para trás no tempo, podemos confirmar períodos de seca pelo procurador, "disse Tadros.

O estudo foi realizado para investigar mais a fundo as fontes e processos que controlam as mudanças nas assinaturas químicas das águas de gotejamento.

Carol examinou dados de gotejamento de água da Caverna Harrie Wood nas Montanhas Nevadas que foram coletados ao longo de um período de dez anos.

“Também coletamos solo para determinar sua composição, e estudou experimentalmente a mobilidade dos elementos desses solos ricos em argila. Coletamos amostras de rocha sólida e tivemos acesso a um amostrador de aerossol operando no local quatro anos, "disse Tadros.

O clima nesta zona e em todo o leste da Austrália é caracterizado por incêndios florestais, tempestade de poeira, ciclones e extrema variabilidade da precipitação.

A interação entre a atmosfera e o oceano no Pacífico tropical, conhecido como El Niño / Oscilação Sul (ENSO), aumenta a variabilidade da precipitação e eventos climáticos extremos no sudeste da Austrália.

"Os arquivos com base em oligoelementos na região poderiam estender o registro instrumental ao passado, permitindo-nos estabelecer uma compreensão da variabilidade natural da linha de base no sistema climático, "disse Tadros.

"No entanto, para interpretar com precisão esses arquivos, precisamos ter uma compreensão completa das causas da variabilidade dos oligoelementos nas águas de gotejamento da caverna. "

Embora se soubesse que a concentração de vestígios e elementos principais nas águas de gotejamento das cavernas dependia de sua origem, a pesquisa confirmou que os processos hidroquímicos específicos do local durante as contrastantes condições de chuva também influenciam sua composição.

"Os oligoelementos são muito específicos para um local e você também precisa entender os processos hidrológicos acima e dentro da caverna sob um clima em mudança, "disse Tadros.

Os pesquisadores confirmaram que durante os períodos úmido e seco dois processos hidroquímicos diferentes ocorrem na zona da caverna.

"Depois de quantificarmos quanto da atmosfera e do alicerce contribuem para o gotejamento da água, descobrimos que houve um enriquecimento de metais residuais, sódio, potássio e zinco no solo rico em argila. Ele atua como uma pia para reter esses elementos. A mudança das condições secas para as úmidas facilita os processos químicos na zona do solo, que então mobilizam os metais para a água do solo e se infiltram no perfil do solo. "

“Durante a seca, as concentrações de potássio são bastante estáveis. O solo está contendo todo o potássio. Mas quando o equilíbrio hídrico do local aumenta sob as condições de La Niña, e a água começa a se mover por ele, o desgaste lento da estrutura da argila libera o potássio aprisionado entre as camadas do argilomineral. "

Outros processos que ocorrem no solo, como troca catiônica e mobilização coloidal, foram encontrados para modificar o sódio, magnésio, concentrações de estrôncio e zinco na água de gotejamento. Tadros e colegas determinaram que as relações magnésio e estrôncio / cálcio poderiam ser usadas como substitutos para a seca em arquivos de estalagmite.

"Esta é uma nova abordagem, à medida que desenvolvemos uma compreensão multifacetada de todo o sistema cársico. Usando equações de balanço de massa, restringimos a contribuição de fontes específicas do local e processos geoquímicos cársticos / do solo. Agora temos novas ferramentas geoquímicas para aplicar na pesquisa de espeleotemas, "disse Tadros.

"Agora que sabemos quais oligoelementos mostram uma promessa particular como proxies paleoclimáticos, vamos tentar aplicá-lo ao registro moderno de espeleotemas, "disse Tadros.