范德堡大学8月31日发布研究动态称,地球与环境科学系的杰西卡·奥斯特团队正把洞穴矿物当作长期环境档案,尝试从中恢复数千年的气候与野火信息。校方表示,常规气象记录通常只覆盖约一个世纪,而洞穴沉积物能保留更长时间尺度的化学线索。
团队的主要对象是石笋。奥斯特解释,研究人员测量石笋中的化学特征,并使用放射性同位素进行精确测年,理论上可打开长达约50万年的气候记录。与从洞顶向下生长、内部水流路径更复杂的钟乳石相比,石笋自地面向上形成的层状结构更便于建立时间顺序。
奥斯特实验室近期获得两项支持:一项由美国国家科学基金会和瑞士国家科学基金会共同资助的项目,以及博士生贝森·洛奇获得的研究奖学金。前者名为“火灾对陆地生态系统响应的影响”,由奥斯特担任美国方面首席研究者。
这项跨国研究把视野放在怀俄明州大角河附近的一处洞穴。团队计划通过分析洞穴形成物,了解生态系统和植物如何应对反复发生的野火。项目还纳入多所机构的分工:苏黎世联邦理工学院以放射性碳定年研究火灾与全球碳循环的联系,康涅狄格大学辨识洞穴岩石中的有机分子,科尔盖特大学则追踪火灾对土壤和洞穴微生物的影响。
研究机会出现在一次可控燃烧之后。美国土地管理局2024年在怀俄明研究点实施计划烧除时,奥斯特团队已布设监测仪器。为了不丢失火后快速变化阶段的连续观测,团队在2025年初获得范德堡“Scaling Success”内部资助,用于多次前往洞穴采样和监测。
校方称,这段过渡期的经费帮助团队取得申请更大规模联邦资助所需的初步数据。范德堡研究与创新副教务长苏珊·马古利斯把这种内部支持定位为推动高风险、高潜力研究进入下一阶段的工具,而此次联合项目正是其后续资金衔接的案例。
另一条研究线由洛奇展开。她获得洞穴保护基金会颁发的查尔斯·W·莫斯岩溶研究生奖学金,金额2万美元,且每年仅资助一名研究生。她在犹他州普罗沃附近、位于尤因塔—瓦萨奇—卡什国家森林的西班牙苔藓洞穴取样,研究区域过去约4000年的环境状况。
该洞穴为垂直洞穴,采集工作需借助绳索下降。洛奇计划将洞穴矿物地球化学结果与犹他自然历史博物馆古生物学家的当地化石资料结合,以重建区域气候条件。范德堡的这批项目并不直接预测未来天气,而是通过延长环境记录的时间尺度,为理解当代变化提供地质历史背景。
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