Doktorsfyrirlestur í jarðfræði - Jonathan Henrik Råberg

Streymi

Doktorsefni: Jonathan Henrik Råberg

Heiti ritgerðar: Lípið á Norðlægum breiddargráðum. Rannsókn á uppruna og umhverfisaðstæðum og mögulegri beitingu brGDGT greininga sem veðurvísa í fornloftslagsrannsóknum (Lipids at high latitudes: investigation of sources, environmental controls, and new potential applications of brGDGT-based paleoclimate proxies)

Leiðbeinandi: Dr. Áslaug Geirsdóttir, prófessor við Jarðvísindadeild HÍ

Einnig í doktorsnefnd:
Dr. Gifford H. Miller, dr. Julio Sepúlveda, dr. Sebastian Kopf, dr. Thomas M. Marchitto og dr. Noah Fierer, allir prófessorar við University of Colorado Boulder, Bandaríkjunum.

Athöfninni stýrir:  Dr. Freysteinn Sigmundsson, vísindamaður við Jarðvísindastofnun og deildarforseti Jarðvísindadeildar HÍ

Um er að ræða sameiginlega doktorsgráðu við Háskóla Íslands og University of Colorado Boulder og fór vörnin fram í Boulder þann 15. desember 2021.

Ágrip

Norðurslóðir hafa á undanförnum áratugum hlýnað um það bil tvöfalt meira en meðaltalið er að jafnaði á heimsvísu, sem gerir rannsóknir og skilning á veðurfarssögu norðurslóða sífellt mikilvægari til að spá fyrir um framtíð þeirra. Lífrænar sameindir sem varðveittar eru í seti stöðuvatna bjóða upp á leið til að endurbyggja eða rekja lykilþætti fornloftslags, þar á meðal hitastig, úrkomu og gróðurfar. Flokkur bakteríumyndandi lípíða, svokölluð „branched glýseról díalkýl glýseról tetraethers“ (brGDGTs) mynda grunn að hitamæli sem hægt er að nota til að endurbyggja hitastig allt aftur til Krítartímabilsins í setlögum um allan heim.

Þrátt fyrir góðan árangur í rannsóknum á hitanæmi brGDGT skortir enn á almennan skilning á þróun og því notkun á brGDGT sem lífvísi og hitamæli. Í fyrsta lagi, þó að þessi bakteríumyndandi lípíð tengist best hitastigi og pH, geta aðrar umhverfisbreytur haft áhrif á dreifingu þeirra, þar á meðal árstíðarsveifla, leiðni og súrefnisframboð. Í öðru lagi er ekki vitað hvort fylgni brGDGT og þessara umhverfisþátta eru afleiðing af beinni lífeðlisfræðilegri svörun brGDGT-framleiðandi lífvera við umhverfi sitt eða óbein áhrif sem stafa af breytileika í samsetningu bakteríusamfélagsins. Einnig skortir fullnægjandi skilning á því hvar í umhverfinu brGDGT er framleitt og hver þáttur þess er í upphleðslu setlaga, til þess að unnt sé að túlka það sem öruggan lífvísi/hitamæli í setlögum sem hlaðist hafa upp við breytileg skilyrði og setmyndunarferli.

Í þessari ritgerð er gerð grein fyrir rannsóknum á hverri þessara þriggja áskorana með áherslu á brGDGT í stöðuvötnum og stöðuvatnaseti á Íslandi og norðausturhluta Kanada. Niðurstöður sýna að unnt er að þróa tækni til að flokka brGDGTs út frá byggingareiginleikum og þannig sýna fram á að hægt er að nota þá flokkun til að skilja á milli áhrifa hitastigs og pH/leiðni. Í öðru lagi er sýnt fram á fylgni brGDGT við hitastig hlýrri árstíða (warm-seasons) og kvörðunarjöfnur þróaðar fyrir hitastig og leiðni. Í þriðja lagi eru >2500 sýni af tylft sýnategunda um allan heim tekin saman og sýnt fram á nær alhliða tengsl brGDGTs og hitastigs, pH og hvors um sig. Þessir sameiginlegu eiginleikar styðja lífeðlisfræðilegar ástæður fyrir umhverfisþróun bakteríanna. Að lokum, með því að mæla brGDGTs í ósnortnu formi er sýnt fram á að hægt er að greina lípíð uppruna í vatnasviðum, sem styrkir notkun þeirra sem lífvísa/hitamæla aftur í tíma. Heildarniðurstöður sýna því fram á að með auknum skilningi á uppruna og þróun brGDGTs í setlögum, er unnt að draga fram beinar upplýsingar um helstu loftslagsbreytur aftur í tíma, sérstaklega þegar litið er til norðurslóða.

Um doktorsefnið

Jonathan Henrik Råberg er sænsk-bandarískur, fæddur árið 1990 í Lexington í Massachusetts í Bandaríkjunum. Jonathan lauk BA-prófi með láði í efnafræði við Carleton College árið 2012 og MSc-gráðu í efnafræði frá University of California Berkeley árið 2015, þar sem hann notaði litrófs-aðferðir til að rannsaka skilfleti fastefnis og vökva fyrir nýja rafhlöðutækni. Jonathan sneri sér að jarðvísindum og fornloftslagsfræðum vegna áhuga síns á loftslagsbreytingum og útivist. Framhaldsnám hans við Háskóla Íslands og Háskólann í Colorado Boulder hefur beinst að þróun lípíða og notkun þeirra sem veðurvísa til að rekja loftslagsbreytingar síðustu árþúsunda á Íslandi og Baffinslandi í Kanada. Jonathan er einnig ákafur tónlistarmaður og ferðalangur sem hefur búið og starfað í Myanmar. Hann vonast til að geta haldið áfram að samnýta áhuga sinn á vísindum og útiveru til að fást við breytingar á loftslagi í framtíðinni.