分析古代和现代北极熊样本如何揭示全球变暖的全貌 _北极熊

分析古代和现代北极熊样本如何揭示全球变暖的全貌。信用:Pixabay/CC0公共领域
据《对话》（詹妮弗·劳特利奇）：全球气候正在变化，北极正在迅速变暖。这些是大多数人已经接受的客观真实的陈述。
但是，地球的气候从来没有停滞不前，气候异常在过去一直很频繁，这也是事实。
那么，相对于过去的气候变化，我们如何理解我们现在的处境呢？现代气候变化的影响可与中世纪暖期(MWP)或小冰期(LIA)相比吗？
我们最近在《人类世》杂志上发表的研究表明，与过去4000年的观察相比，最近的气候变化对北极熊产生了更大的影响。这表明当前的气候变化确实是人类历史上前所未有的。
生态系统背景
食物链顶端的捕食者，如北极熊，反映了整个生态系统的变化，一直到微小的藻类。
在北极，食物网的基础来源于两类:海冰相关的藻类和开放水域的浮游植物，它们可以通过碳同位素来区分。
在我们的研究区域——以加拿大北极群岛的兰开斯特湾为中心——食物网由海冰藻类和浮游植物共同提供食物。我们可以通过动物组织中的稳定同位素来评估这两种来源的相对重要性。
碳同位素的相对丰度不会随着它们在食物网中的转移而改变，所以这些同位素告诉我们食物网底部的碳源。氮同位素在食物链中传递时确实会发生变化，这告诉我们谁在吃谁。
我们研究的结果
在我们的研究中，我们检测了北极熊骨胶原中稳定的碳和氮同位素。
这些北极熊都来自兰开斯特湾亚种群，跨越了过去的4000年。我们获得了通过狩猎获得的现代北极熊(1998-2007)的样本，我们能够将它们与在该地区进行的考古挖掘的样本进行比较。
考古样本采集的时间跨度很大，但通过将它们划分为与该地区文化传统相关的时间区间，我们能够比较现在之前(BP)的样本:前多塞特(4000-2800年BP)，多塞特(1500-700 BP)和图勒(700-500 BP) 。
多塞特/图勒文化的转变发生在中世纪暖期的开始，所以对这些时间段的比较让我们可以看到在已知的气候变化之前和期间食物网的状态。极北之地的时间仓也延伸到小冰河期的开始，给我们一瞥那个时期。
这一切意味着什么
首先，好消息。氮同位素的结果显示，在距今4000年的时间里，兰开斯特湾食物网的结构相对没有变化。北极熊吃海豹，海豹吃鳕鱼，鳕鱼吃浮游动物，等等。尽管过去和现在的气候变化，北极熊的饮食并没有令人惊讶的变化。这很令人欣慰。
然而，碳同位素的结果告诉我们一个不太令人鼓舞的故事。在被古老的时间仓包裹的四千年里，我们看到了海冰藻类和开放水域浮游植物混合物的稳定性。我们没有发现中世纪暖期或小冰期食物网底部碳来源的差异。
然而，现代样本显示了碳源的显著差异，这是由于更大比例的开放水域浮游植物和更少依赖海冰藻类造成的。
气候变暖的证据
海冰是北极高地的重要栖息地。对北极熊来说，这是一个狩猎的平台。对于北极熊的主要猎物环斑海豹来说，这是一个产卵和养育后代的平台。
与海冰一起生长的藻类对于在开放水域季节之前启动生物生产力也非常重要。我们的研究表明，在很长的时间尺度上，与海冰相关的生物生产力损失是前所未有的。
考古材料可以为正在进行的气候讨论提供有价值的背景。正在进行的许多有价值的工作是在短时间尺度上跟踪生态系统的变化，从几个季节到几十年。但是正如我们已经证明的，北极已经发生了变化，所以我们不应该总是假设我们看到的是一个原始的或未受干扰的状态。
增加一个回顾遥远过去的镜头，为我们对自己处境的集体理解提供了分辨率和背景。
在这种情况下，我们展示了现代北极相对于过去气候异常的差异程度。中世纪暖期和小冰期的开始在兰开斯特湾食物网的同位素中看不到，但现代变暖是非常明显的。因此，我们不能因为气候一直在波动就拒绝对气候变化采取行动的呼吁。