Prosjektoversikt
På 1900-tallet forårsaket utslipp av ozonnedbrytende forbindelser en global miljøkrise gjennom deres evne til å forårsake ozonnedbrytning i atmosfæren. Ozon spiller en viktig rolle for livet på jorden ved å tilby en screeningsmekanisme for farlig UV-B-stråling, som er kjent for å ha negative effekter på planter og dyr (inkludert hudkreft hos mennesker). Den globale miljøpolitikken har lykkes med å snu trenden i utslipp av ozonnedbrytende atmosfæriske kjemikalier over hele verden, slik at eksponering for farlig UV-B-stråling sannsynligvis vil være en mindre trussel mot økosystemer og mennesker i det 21. århundre.
Imidlertid har store variasjoner i ozon og overflate UV-B-stråling også antatt å ha skjedd i den geologiske fortiden med potensielt store implikasjoner for klima og økosystemer. For eksempel var svingninger i jordens geomagnetiske felt nylig involvert i endring av ozonkonsentrasjoner, og de følgelige økningene i solens UV-B-stråling på jordoverflaten har til og med vært involvert i utryddelsen av neandertalerne. Selv om UV-B-stråling er en viktig variabel for å forstå prosess som påvirker livet på jorden, er det for tiden utfordrende å rekonstruere endringer i UV-B-stråling på jordoverflaten utover de instrumentelle målingene siden 1900-tallet.
QUEST-UV vil forsøke å løse denne utfordringen gjennom kjemisk analyse av fossile pollenkorn. Siden 2000-tallet har forskere foreslått at kjemiske solkremer produsert av planter, og som også finnes i veggene til pollenkorn og senere begravet i innsjøer og myrer over tusenvis av år, kan brukes til å rekonstruere UV-B-stråling mottatt på jordoverflaten . QUEST-UV vil bruke drivhus- og feltforsøk for å gi eksperimentell støtte for denne proxyen, og deretter bruke denne forståelsen til å gi den første kvantitative rekonstruksjonen av UV-B-stråling basert på sedimenter som representerer opptil de siste 10 000 årene.
Fremdriftsoppdateringer: 01/10/2025
- Vi flyttet vårt eksperimentelle oppsett fra arboretet ved Universitetet i Bergen til et klimakontrollert kammer ved Institutt for biologiske vitenskaper, Universitetet i Bergen. Dette rommet gir bedre klimakontroll, større areal og forbedrer tilgjengeligheten og det daglige arbeidsmiljøet for forskerne i prosjektet.
- Innenfor dette oppsettet analyserte vi effektene av økt UV-B-stråling på 60 Pinus mugo-kultivarer og 144 Pinus mugo-grener i et drivhuseksperiment i 2025. Kultivarene kommer fra en leverandør i Tyskland. Vi tok prøver av grenavstikklinger fra den opprinnelige populasjonen fra de spanske Pyreneene og transporterte dem tilbake til Universitetet i Bergen. Analysen er fullført ved hjelp av py-GC-MS, og vi venter på resultater for analyse av pollenmisdannelser og infrarødspektroskopi (anslått ferdigstillelse i oktober 2026).
- I samarbeid med en forsker finansiert av et Seedcorn-finansieringsprosjekt fra UK Natural Environment Research Council (NERC) i 2025, hjalp medlemmer av QUEST-UV med å analysere gammelt pollen fra et sedimentregister i Japan for å undersøke effektene av UV-B-stråling under en reversering av jordens magnetfelt, 41 000 år før nåtiden. Vi venter for tiden på godkjenning fra medforfattere for å sende inn artikkelen.
- Vi publiserte en artikkel som undersøkte effektene av ulike forbehandlings-/analysemetoder på evnen til å klassifisere pollenkorn ved hjelp av infrarødspektroskopi (Muthreich et al. 2025, https://doi.org/10.1016/j.aca.2025.343879)
- Etter at vår postdoktor forlot prosjektet for en fast stilling utenfor universitetssektoren, ansatte vi en forsker ved UiB for å forbedre tilgjengeligheten og reproduserbarhet av alle data og analytiske arbeidsflyter som brukes i QUEST UV-prosjektet. En betaversjon av en tilknyttet R-pakke testes for tiden av medlemmer i QUEST-UV og vil bli publisert i 2026.
- Den samme forskeren har samarbeidet med eksperter innen infrarødspektroskopi for å vurdere «fossilisering» av moderne pollenkorn. Supplerende analyser av fossile pollenkorn ble utført i 2025. Alle dataanalyser er nå fullførte, og vi skriver artikkelen.
- Pågående analyse av subfossile prøver relatert til Kassjön-sedimentregistreringen. Disse analyseres for tiden ved hjelp av GC-MS og skal etter planen være ferdige i mars 2026.
- Vi har presentert resultater fra QUEST-UV på et internasjonalt symposium på CEREGE, Aix en Provence, Frankrike.
Variations in UV-B at the Earth’s surface are likely to have had major consequences for ecological patterns and biosphere dynamics in the geological past. They are also an important indicator for understanding patterns of global and regional climate change. However, there is no systematic method to quantitatively reconstruct UV-B beyond the instrumental record. This is severely hindering our ability to infer the extent of UV-B changes and their associated climate dynamics in the past, and their impacts on biosphere dynamics and ecological change.
A promising new approach proposes to use the chemical compounds of fossil-pollen grains to reconstruct UV-B. However, it remains impossible to quantitatively estimate the magnitude of terrestrially received UV-B radiation based on current understanding. This is because palaeo-UV-B studies have mainly used correlative methods to infer the pollen-chemical response to UV-B radiation. A new approach is required which integrates understanding of the biochemical response at the plant level, in order to provide quantitative reconstructions which are underpinned by process-based understanding.
QUEST-UV tackles this problem by developing the first quantitative reconstruction model for UV-B based on fossil pollen. New empirical understanding about the biological response at the plant scale will be combined with modelled changes in solar radiation to predict expected changes in pollen chemistry for two different periods in the Holocene. We will integrate expertise from across a range of chemical techniques to develop a set of new analytical workflows which will also improve understanding biochemical pathways underlying the response to UV-B radiation. This will, for the first time, allow researchers to develop process-based reconstructions of UV-B, resulting in large improvements in the accuracies of, and confidence in, UV-B reconstructions with far-reaching implications for geosciences and plant science communities.
