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Application of the Sr-U coral paleo-thermometer to reconstruct sea surface temperatures during the Mid-Holocene using corals from CaƱada Honda, Dominican Republic
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Abstract
The skeletons of massive corals provide important seasonally resolved archives of past climate as
they provide strong temporal constraints. Current coral paleo thermometers (Ī“18O and Sr/Ca) have
proven to provide valuable insight on climate, but present important uncertainty due to internal
controls of the coral organism. These thermometers rely on calibrations produced with living coral
tissue and instrumental sea surface temperature (SST), this leaves their application on long dead
and fossil corals uncertain. In this study, a new multi element coral thermometer (Sr-U), which
relies on an external calibration, is applied on fossil corals from the Mid-Holocene originating
from the complete reef exposures in the Enriquillo Valley, Dominican Republic. These exposures
have proven to be pristinely preserved, with no major changes to original mineralogy. Consistent
with other studies, Ba/Ca values from these corals suggests significant meteoric input from rivers
and groundwater into the environment these corals lived in. Results from the Sr-U thermometer
are also compared to Sr/Ca results consistent with past studies in the location. Three corals from
this location dating to 8047 Ā± 26 yrs BP, 6,427Ā± 81 yrs BP and 5,199 Ā± 26 yrs BP (U/Th dates)
were analyzed for Strontium, Barium and Uranium at seasonal resolutions. Results from the Sr-U
thermometer show SSTs less than 0.5oC cooler and variabilities consistent with measured preindustrial
SST for this location. Results from Sr/Ca thermometers show unrealistic cooler SST (up
to 10oC cooler) and variability not present in this area. Other paleoclimate proxies show that the
tropical Atlantic and the Caribbean were slightly cooler than pre-industrial climate. These results
are encouraging to the continued use of Sr-U to derive accurate SST from fossil material.
Los esqueletos de corales masivos proveen una importante fuente de informaciĆ³n del clima del pasado, ya que poseen fuertes restricciones temporales. Los paleo-termĆ³metros actuales (Ī“18O y Sr/Ca) han demostrado proveer informaciĆ³n valiosa sobre el clima del pasado, pero presentan una importante incertidumbre debido a los controles internos del organismo. Estos termĆ³metros se basan en calibraciones producidas con tejido vivo y temperatura superficial oceĆ”nica (SST) instrumental, esto deja su aplicaciĆ³n en los corales muertos y fĆ³siles incierta. En este estudio, se aplica un nuevo termĆ³metro de coral con mĆŗltiples elementos (Sr-U), que se basa en una calibraciĆ³n externa. Aplicamos este termĆ³metro en corales fĆ³siles del Holoceno medio que se originan de las exposiciones completas del arrecife en el Valle de Enriquillo, RepĆŗblica Dominicana. Se ha demostrado que estas exposiciones se conservan en forma prĆstina, sin grandes cambios en la mineralogĆa original. Como observado en otros estudios, los valores de Ba/Ca en estos corales sugieren una significativa entrada de agua meteĆ³rica proveniente de rĆos y las aguas subterrĆ”neas en el ambiente en el que vivieron estos corales. Los resultados del termĆ³metro Sr-U tambiĆ©n se comparan con los resultados de Sr/Ca de estudios anteriores en este lugar. Tres corales de esta ubicaciĆ³n que datan a 8047 Ā± 26 aƱos BP, 6,427 Ā± 81 aƱos BP y 5,199 Ā± 26 aƱos BP (fechas U/Th) se analizaron para determinar el Estroncio, Bario y Uranio en alta resoluciĆ³n. Los resultados del termĆ³metro Sr-U muestran SST menores a 0.5Ā°C mas frios y variabilidades consistentes al SST preindustrial medida para esta ubicaciĆ³n. Los resultados de los termĆ³metros Sr/Ca muestran una SST mĆ”s frĆa y no posible (hasta 10 Ā° C mĆ”s frĆa) y variabilidad alta no presente en esta Ć”rea. Otros archivos de paleoclima muestran que el AtlĆ”ntico tropical y el Caribe fueron ligeramente mĆ”s frĆos que el clima preindustrial. Estos resultados son alentadores para el uso continuado de Sr- U para obtener una SST precisa del material fĆ³sil.
Los esqueletos de corales masivos proveen una importante fuente de informaciĆ³n del clima del pasado, ya que poseen fuertes restricciones temporales. Los paleo-termĆ³metros actuales (Ī“18O y Sr/Ca) han demostrado proveer informaciĆ³n valiosa sobre el clima del pasado, pero presentan una importante incertidumbre debido a los controles internos del organismo. Estos termĆ³metros se basan en calibraciones producidas con tejido vivo y temperatura superficial oceĆ”nica (SST) instrumental, esto deja su aplicaciĆ³n en los corales muertos y fĆ³siles incierta. En este estudio, se aplica un nuevo termĆ³metro de coral con mĆŗltiples elementos (Sr-U), que se basa en una calibraciĆ³n externa. Aplicamos este termĆ³metro en corales fĆ³siles del Holoceno medio que se originan de las exposiciones completas del arrecife en el Valle de Enriquillo, RepĆŗblica Dominicana. Se ha demostrado que estas exposiciones se conservan en forma prĆstina, sin grandes cambios en la mineralogĆa original. Como observado en otros estudios, los valores de Ba/Ca en estos corales sugieren una significativa entrada de agua meteĆ³rica proveniente de rĆos y las aguas subterrĆ”neas en el ambiente en el que vivieron estos corales. Los resultados del termĆ³metro Sr-U tambiĆ©n se comparan con los resultados de Sr/Ca de estudios anteriores en este lugar. Tres corales de esta ubicaciĆ³n que datan a 8047 Ā± 26 aƱos BP, 6,427 Ā± 81 aƱos BP y 5,199 Ā± 26 aƱos BP (fechas U/Th) se analizaron para determinar el Estroncio, Bario y Uranio en alta resoluciĆ³n. Los resultados del termĆ³metro Sr-U muestran SST menores a 0.5Ā°C mas frios y variabilidades consistentes al SST preindustrial medida para esta ubicaciĆ³n. Los resultados de los termĆ³metros Sr/Ca muestran una SST mĆ”s frĆa y no posible (hasta 10 Ā° C mĆ”s frĆa) y variabilidad alta no presente en esta Ć”rea. Otros archivos de paleoclima muestran que el AtlĆ”ntico tropical y el Caribe fueron ligeramente mĆ”s frĆos que el clima preindustrial. Estos resultados son alentadores para el uso continuado de Sr- U para obtener una SST precisa del material fĆ³sil.
Description
Date
2018-05
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Collections
Keywords
Paleoclimatology--Holocene - Enriquillo Lake Valley (Dominican Republic) - Use of paleo thermometers (Sr-U), Paleogeography--Holocene - Enriquillo Lake Valley (Dominican Republic)