Форамініфери збрехали про температуру стародавнього океану

Дані про температуру стародавнього океану, отримані завдяки аналізу ізотопного складу копалин форамініфер, можуть виявитися неточними. Група вчених з Франції та Швейцарії встановила, що при зміні зовнішніх умов ізотопний склад вже похованих раковин міг змінювати з плином часу, що раніше не враховувалося. Це означає, що температура океану 100 мільйонів років тому могла бути на 15 градусів вище, ніж вважалося раніше.


Одним з основних джерел інформації про палеокліматичні зміни в океані є аналіз ізотопного складу кисню в раковинах копалин форамініфер, які існують вже понад 500 мільйонів років. Вміст важкого ізотопу кисню 18O у воді, яка є для форамініфер джерелом кисню, збільшується при зниженні температури, тому саме їх кальцитні раковини в похованнях використовуються для оцінки температури в нижніх шарах океану в процесі еволюції Землі. Згідно з цими даними, в крейдяний період океан був досить теплим, після чого охолов приблизно на 15 градусів до середини палеогена.


Тим не менш, така модель призводила до деяких суперечностей, одним з яких був так званий «парадокс холодних тропіків» - невідповідність в різниці температур в тропічних і полярних зонах між даними кліматичних моделей і мінералогічного аналізу. Лише частково цей парадокс може бути пояснений з урахуванням парникових газів. І найбільш вірогідною причиною такої невідповідності є діагенез - можлива зміна хімічного складу, в тому числі і ізотопного складу кисню, досліджуваних раковин з плином часу вже після поховання.

У своєму дослідженні вчені з Франції та Швейцарії вирішили експериментально перевірити, чи можлива в принципі така зміна. Для перевірки вони провели експеримент, в якому 12 кальцитних раковин форамініфер виду з вмістом ізотопу 18O, що відповідає сучасній морській воді, помістили на три місяці в модельне середовище: морську воду, що містить важкий ізотоп кисню при температурі 300 градусів Цельсія і тиску в 200 атмосфер. Після експерименту вчені перевірили, чи змінився ізотопний склад досліджуваних мушель.

Незважаючи на те, що морфологія раковин залишилася колишньою, вміст важкого кисню в кальциті збільшився відразу в 80 разів, при цьому розподілений по раковині він став досить неоднорідно. Як можливі механізми зміни ізотопного складу кальциту вчені називають поверхневу перекристалізацію - розчинення речовини на поверхні кальциту і утворення вторинного мінералу на місці розчиненого - і дифузію атомів кисню в твердому тілі.

Отримані дані показують, що під дією високих тисків ізотопний склад захороненого на дні океану кальциту міг змінитися. Також результати дозволяють кількісно оцінити необхідні поправки для обліку перекристалізації. Виявилося, що облік перекристалізації знижує температуру океану в крейдовий період приблизно на 15 градусів. Це узгоджується з існуючими зараз кліматичними моделями і означає, що температура світового океану могла практично не змінитися за останні 100 мільйонів років. Крім того, така поправка вирішує і парадокс невідповідності температури між полярними і тропічними широтами за експериментальними даними та результатами моделювання.

Раковини форамініфер, крім того, що використовуються для палеокліматичних досліджень, володіють симетричною естетичною формою і тому часто включаються в галереї морських мешканців. І якщо в XIX столітті вченим доводилося малювати їх від руки, то зараз їх зображення включають в численні фотогалереї.

COM_SPPAGEBUILDER_NO_ITEMS_FOUND