Dybe, underjordiske grotter kan være et køligt fristed fra sommerens hede og et lunt tilflugtssted fra vinterens kulde.
Ud over et roligt og vindstille klima byder grotterne også på stor skønhed i form af stalagmitter og stalaktitter, og hvad fagfolk kalder speleothemer (stalagmit betegner en bestemt type drypsten, der kan findes i en kalkstenshule. En stalagmit er en søjle, der står på gulvet i modsætning til en stalaktit, som hænger ned fra loftet. Nogle gange vokser de endda sammen, red.)
Måske ved du allerede, at de dannes meget langsomt af nedsivende grundvand. Det er regnvand, der på sin vej gennem kalkstenen ovenover har opløst og optaget calcium og er endt i hulen.
Kemiske 'fingeraftryk' gemt i drypsten
I takt med, at speleothermerne vokser, fastholder deres mineraler de miljømæssige og klimatiske forholds kemiske 'fingeraftryk', der blev dannet, da regnvandet faldt.
Overfladens klimatiske fingeraftryk spærres inde i de nydannede lag i takt med, at speleothermerne vokser.
Meget gamle stalagmitter indeholder den meget fjerne fortids klimatiske fingeraftryk - der i visse tilfælde er flere millioner år.
De er et arkiv over fortidens klima og er ofte ældre end de globale vejrstationers registreringer.
Ovenover og nedenunder er tæt forbundet
Men hvordan er en grotte, der er kølig om sommeren og lun om vinteren, forbundet med overfladens klima?
Og hvilken effekt har det på det kemiske fingeraftryk, som speleothermerne har registreret?
For bedre at kunne forstå forholdet mellem overfladens og grottens klima har vores forskergruppe - Connected Waters Initiative Research Centre ved UNSW Australia - foretaget adskillige eksperimenter i Wellington Caves Reserve i New South Wales.
Vi foretog detaljerede målinger af klimaet på overfladen og i grotten - for eksempel brugte vi meget præcise temperatursensorer til at måle vandtemperaturen ved overfladen og det sted, hvor vanddråberne rammer grottens gulv og danner stalagmitter.
Forskerne simulerede regn
Forskerne satte en kontrolleret drypning igang ved at overrisle jordbunden oven over grotten med vand, der var kølet ned til frysepunket for at simulere regn.
Det kolde vand gjorde os i stand til at afgøre, om det dryppende vand blev påvirket af forholdene ved overfladen, eller hvad det stødte på i løbet af rejsen gennem jorden.
Vi tilsatte et naturligt forekommende kemikalie til vandet, vi brugte til at overrisle jordbunden. Kemikaliet gjorde, at vi kunne se om vandet i grotten stammede fra vandet fra overrislingen, eller om det allerede var forekommende under overfladen.
Vores resultater afslørede et komplekst - men systematisk - forhold mellem overfladens og grottens klima. For eksempel er temperaturændringer ved overfladen væsenligt reduceret og forsinket, jo dybere ned man kommer.
Vores forskning illustrerer, hvordan man kan dechifrere overfladetemperaturen fra temperaturen i grotten.
Det er vigtigt at forstå for at kunne afkode temperaturregistreringerne i fingeraftrykkene gemt inde i stalagmitterne korrekt.
Luftstrømme forvrænger billedet
Vi opdagede også, at luftstrømme, der bevæger sig ind og ud af grotten kan nedkøle bundfaldet, i takt med at vand, der var ved at fordampe, strømmede igennem aflejringerne.
Denne nedkøling kan have en signifikant effekt på det kemiske fingeraftryk indespærret i grottebundfaldet.
Derved kan der dannes 'falske' fingeraftryk, som ikke er repræsentative for overfladeklimaet.
Sagt med andre ord, får det overfladeklimaet til at forekomme køligere, end det egenlig var, medmindre vi tager det i betragtning.
Selvom der er større sandsynlighed for, at det sker i grotter, der er beliggende i tørre områder, skal det også tages i betragtning for stalagmitter i grotter, der var udsat for et mere tørt klima i den fjerne fortid.
Opnå bedre forståelse for fremtidige klimavariationer
Vores viden kan også hjælpe forskerne med at udvælge den bedste lokation og stalagmit-type for rekonstruktionerne af de tidligere klimatiske og miljømæssige forhold.
Denne nye opdagelse er signifikant, fordi den kan forbedre de tidligere klimatiske signalers nøjagtighed.
Den kan også hjælpe os forstå tidligere uforklarede artefakter i de eksisterende klimatiske registreringer.
Gennem en forbedret forståelse af det fortidige klima, kan vi også opnå en bedre forståelse af de fremtidige klimavariationer.
Gabriel Rau modtager støtte fra National Centre for Groundwater Research and Training. Andy baker modtager støtte fra Australian Research Council. Mark Cuthbert modtager støtte fra European Community’s Seventh Framework Programme (FP7/2007–2013). Martin Søgaard Andersen modtager støtte fra Australian Research Council. Denne artikel er oprindeligt publiceret hos The Conversation.
Oversat af Stephanie Lammers-Clark
