Точнейшие реконструкции кайнозойского и мезозойского климата - по раковинам планктона
Морские раковины вели ежедневную (!) запись климатических изменений, происходивших миллионы лет назад. Мощный рентгеновский микроскоп показал, как «полоски роста» на раковинах планктонных организмов отражают температуру моря. Теперь ученые смогут реконструировать динамику климата древних эпох – до мезозоя! – на короткой временной шкале.
Климатические изменения последних тысячелетий обычно воссоздаются по ледяным кернам, высверленным из полярных шапок. Температура и химический состав атмосферы «записаны» в пузырьках воздуха, заточенных во льду. Древнейшие керны из Антарктиды датируются 800,000 лет назад.
А что же было раньше? Кембриджские ученые заставили говорить раковины планктона. По мере роста микробного планктона, кальцитовые ракушки этих организмов ловят следовые (ничтожно малые) количества химических примесей – буквально несколько атомов на миллион. Ученые давно заметили, что в раковинах тепловодного планктона примесей больше, но как и почему работает этот косвенный показатель температуры – до сих пор оставалось непонятным.
После смерти планктон погружается на илистое морское дно, в отложениях которого его раковины отлично сохраняются. Исследователи с факультета наук о Земле Кембриджского университета смогли измерить примеси магния в раковинах планктона, с помощью рентгеновского микроскопа в синхротроне Advanced Light Source (Беркли, Калифорния) – огромного ускорителя элементарных частиц, рентгеновские лучи которого позволяют изучать вещество с максимальным увеличением.
Микроскоп показал на раковинах узкие наноразмерные полоски. По типу эти «полоски роста» схожи с годичными кольцами деревьев – но разница в том, что появляются они ежедневно, а не ежегодно.
«Эти полоски роста показывают каждодневные изменения примесей магния, в масштабе 30 нанометров. Так мы смогли увидеть сезонные колебания температуры в образцах, датируемых десятками и сотнями миллионов лет назад», - рассказывает профессор Саймон Редферн (Simon Redfern), один из авторов проекта.
Следы магния обнаружились в кристаллической минеральной структуре раковин. Магний замещает кальций в кристаллах кальцита – а не в микробных мембранах. Так становится понятным, почему температура влияет на химический состав раковин – теплая вода увеличивает содержание магния в кальците.
Сейчас исследователи используют рентгеновский аппарат британского синхротрона Diamond для выяснения того, как росли раковины, и менялся ли их химический состав после оседания на морском дне.
Данные исследования представлены в журнале Earth and Planetary Sciences Letters.
По материалам пресс-релиза университета.
Артём Космарский nauka21vek.ru