Древні водорості пролили світло на утворення антарктичних льодів

Древні водорості пролили світло на утворення антарктичних льодів

Величезні шари антарктичних льодів утворилися, коли рівень вуглекислого газу в атмосфері Землі різко знизився мільйони років назад, вважають учені.

Вуглекислий газ сприяє посиленню парникового ефекту, він утримує теплове випромінювання, не даючи покинути Землю, тому клімат на планеті стає тепліше. Висока концентрація вуглекислого газу в атмосфері сприяє глобальному потеплінню, а низькі рівні вуглекислого газу - навпаки, викликають похолодання. Земля була свідком безлічі періодів потепління і похолодання, що відбивалося на кліматі планети.

Приблизно 34 мільйони років назад стали утворюватися льодовики, які покрили Антарктиду, проте що саме викликало появу цих льодів - доки є предметом суперечки для учених. Деякі з них вважають, що рівень вуглекислого газу ріс до і під час цього періоду, відомого як зміну клімату еоценового і олігоценового періоду, що суперечить іншій версії про те, що для утворення льодів потрібне, щоб рівень вуглекислого газу в атмосфері знизився.

Сьогодні учені упевнені, що різке пониження рівня вуглекислого газу в атмосфері зіграло найважливішу роль в утворенні льодовиків Антарктиди.

Древні водорості

Для того, щоб знайти зв'язок рівня вуглекислого газу і похолодання в цей період, учені досліджували алкенони - щільні органічні компоненти, які виробляються тільки певними видами водоростей. Ці фотосинтетичні організми, ймовірно, використали вуглекислий газ, який поступав у воду з повітря, таким чином, якщо подивитися на хімічний склад древніх запасів алкенонов, учені могли б точно відповісти, який рівень вуглекислого газу спостерігався у той час в атмосфері.


Палеокліматологія і геохімік Марк Пагани(Mark Pagani) з Йельского Університету і його колеги зібрали алкенони в 6 глибоководних місцях по всьому світу. Вони узяли зразки біля полюсів і далеко від них для того, щоб отримати уявлення про те, яким був рівень вуглекислого газу в атмосфері.

Дослідники звернули увагу на вуглецеві ізотопи цих компонентів. Усі ізотопи цього елементу мають однакову кількість протонів, але різна кількість нейронів, наприклад, вуглець-12 має шість нейронів, а вуглець-13 - сім.

Чим більше діоксиду вуглецю було у воді, і відповідно в повітрі, тим частіше алкенони складалися з легких вуглецевих ізотопів. Це пов'язано з тим, що ферменти, які допомагають водоростям поглинати діоксид вуглецю, віддають перевагу саме цим ізотопам, і чим було більше газу, тим більше у ферментів було можливостей поглинати вуглець, який їм подобався.

Клімат і вуглекислий газ

Вивчивши рівень ізотопів вуглецю у алкенонов, учені виявили, що діоксид вуглецю мабуть знизився в атмосфері до і під час утворення льодовиків в Антарктиді. Ті дослідження, які були опубліковані раннє, були засновані на вивченні областей, де спостерігався високий рівень вуглекислого газу, але ці дані не змогли дати повну картину глобального рівня вуглекислого газу на планеті, повідомив Пагани.

Дослідження доводить, що існує явний зв'язок між рівнем вуглекислого газу і зміною клімату, - говорить учений. - Це не було сюрпризом для тих, хто вивчає історію змін клімату на Землі. Геологічні дослідження відкривають природу чутливості клімату до рівня вуглекислого газу і інших газів, що викликають парниковий ефект. Надалі ми плануємо вивчити рівень вуглекислого газу в найжаркіші періоди на Землі.