Здравствуйте, уважаемые читатели! Недавно в комментариях Евгений Нешин указал мне на одну из причин образования каменных шаров (речь о строматолитах). Я бегло погуглила, разыскивая эти самые каменные образования и, неожиданно для себя, нашла интересный материал. Мало того, что древние водоросли умудрялись, подобно деревьям, окаменевать, так ещё хлорофил (точнее, его обломки в этих останках), оказался източником поставки замечательного органического вещества, сохраняющегося неизменным более полумиллиарда лет.
Естественно, наука не могла пройти мимо такой информативной органики, а потому её изучают, а ещё научились её прочитывать.
Изкопаемые водоросли обнаруживают 500 млн. лет изменения климата.
Учёные, изучающие планету, могут путешествовать далеко назад во времени, чтобы реконструировать геологическое прошлое и палеоклимат, с целью более успешного прогнозирования будущих климатических условий. Учёным из Нидерландского института морских изследований (NIOZ) и Утрехтского университета удалось разработать новый индикатор (proxy, прокси) древних уровней CO2, изпользуя органическую молекулу фитана - продукт обломков хлорофилла. Этот новый органический прокси не только обезпечивает самую длинную непрерывную запись концентрации CO2, но и побивает рекорд по времени, охватывая полмиллиарда лет. Данные показывают, что повышение уровня СО2, которое раньше занимало миллионы лет, сейчас произходит в течение столетия. Эти результаты опубликованы в журнале Science Advances 28 ноября.
По мере того, как сегодня увеличивается содержание CO2, важно понять, какое влияние окажут эти изменения. Чтобы лучше предсказать будущее, мы должны понимать долгосрочные изменения CO2 в геологической истории. Ныне учёным доступны прямые измерения содержания CO2 в прошлом, например, пузырьки в ледяных кернах, содержащих древние газы. Тем не менее, ледяные ядра имеют ограниченный промежуток времени в один миллион лет. Чтобы уйти в прошлое Земли, учёные разработали различные косвенные измерения CO2 по прокси, например, от водорослей, листьев, древних почв и химических веществ, хранящихся в древних отложениях, для восстановления прошлых условий окружающей среды.
Фитан, новый способ путешествовать во времени
Новый прокси, изпользующий продукт разложения хлорофилла, позволяет геохимикам сделать вывод о непрерывной исторической записи уровня CO2 в глубоком времени. Ученые из NIOZ недавно разработали фитан как многообещающее новое органическое вещество, которое разкрывает полмиллиарда лет содержания CO2 в океанах, от кембрия до недавних пор.
Изпользуя новый прокси, они смогли сделать непрерывную запись самых древних уровней углекислого газа. "Мы разработали и утвердили новый способ путешествия во времени-отправившись дальше назад во времени и в большее количество мест",-говорит учёная НИОЗ Кэйтлин Витковски. "С помощью фитана мы теперь имеем самую длинную CO2- запись с одним единственным морским прокси. Эти новые данные безценны для разработчиков моделей, которые теперь могут более точно предсказывать будущее."
Витковски и её коллеги отобрали более 300 образцов морских отложений из глубоководных кернов и нефтей со всего земного шара, что отображает большинство геологических периодов за последние 500 миллионов лет.
Изкопаемые молекулы
Новые органические молекулы образуются не в вакууме, их образование произходит в определённой среде и при неких условиях. Всё это(среда и условия) оказывает своё воздействие на течение и результаты процесса синтеза органики. Поэтому, в органических молекулах может запечатляться информация о былом процессе, то есть прошлые химические реакции могут «храниться» в изкопаемых молекулах, и поэтому они могут отражать различные древние условия окружающей среды. Геохимики могут «прочитать» эти условия, к которым относятся: температура морской воды, pH, солёность и уровни CO2. Органическое вещество, такое как фитан, отражает давление CO2 в океанской воде или в атмосфере (pCO2).
Результаты вычисления содержания рСО2 в атмосфере по фитану
Маленькие зеленые чудеса
Хотя всё органическое вещество имеет потенциал для отображения CO2, фитан является особенным. Фитан - это пигмент, отвечающий за наш зелёный мир. Всё живое, что для поглощения солнечного света изпользует фотосинтез, включая растения, водоросли и некоторые виды бактерий, содержит хлорофилл, из которого поступает фитан. Растения и водоросли поглощают CO2 и выделяют кислород. Без этих маленьких зелёных чудес наш мир просто не был бы таким же.
Поскольку хлорофилл встречается по всему миру, фитан также встречается повсюду и является основным компонентом разложившейся и окаменелой биомассы. «Фитан не меняется химически с течением времени, даже если ему миллионы лет», - говорит Витковски.
Фракционирование изотопов углерода
Уровень CO2 прошлого оценивается по органическому веществу, такому, как фитан, через явление фракционирования изотопов углерода во время фотосинтеза. При поглощении CO2 растения и водоросли предпочитают легкий изотоп углерода (12C) тяжелому изотопу углерода (13C). Они изпользуют тяжелый изотоп углерода только тогда, когда уровень CO2 в окружающей воде или атмосфере низкий. Соотношение между этими двумя изотопами, следовательно, отражает уровень углекислого газа в окружающей среде в момент роста (водоросли или растения).
Это также объясняет, почему Витковски не изпользовала наземные растения в качестве източника для своих изследований, изключительно обращаясь к фитану из (окаменелых) морских източников. Растительный мир делится на так называемые C3- и C4-растения, каждое из которых имеет свое уникальное соотношение легкого и тяжелого углерода. Фитопланктон имеет очень похожие соотношения по сравнению с растительными аналогами. Витковски пояснила: «Выбирая только морские исзочники, мы могли бы ограничить неопределённость источника фитана в наборе данных».
«В наших данных мы видим высокий уровень углекислого газа, достигающий 1000 частей на миллион в отличие от сегодняшних 410 частей на миллион. В этом отношении современные уровни не являются уникальными, но (такая как ныне) скорость этих изменений никогда не была замечена прежде. Изменения, которые обычно требуют миллионы лет происходят застолетие. Эти дополнительные данные о CO2 могут помочь нам понять будущее нашей планеты ». В будущих изследованиях фитан может быть изпользован для того, чтобы пройти ещё глубже во времени, чем фанерозой - самый ранний из двух миллиардолетних периодов.
Оценили 16 человек
38 кармы