Живые архивы прошлого

Климатологи обнаружили новый способ узнать, как изменялась температура океана в далеком прошлом.

Изучая скелет (спикулу) стеклянной губки Monorhaphis chuni, международной команде ученых из Института химии Общества им. Макса Планка (г. Майнц, Германия) вместе с их коллегами из Китая и Швейцарии удалось проследить изменение морского климата на протяжении тысячелетий. Оказалось, что эта губка, скелет которой был найден в 1986 году на глубине около 1,1 км в Восточно-Китайском море, прожила 11 тыс. лет. При толщине в 1 см длина спикулы Monorhaphis chuni составляет более 2 м. Сам скелет состоит из диоксида кремния и напоминает стержень из стекловолокна. Слои его ежегодно нарастают изнутри наружу подобно кольцам дерева. Губка прикрепляется одним концом ко дну, другой же остается свободным. Собратья этого странного животного, рекордсмена по продолжительности жизни среди живых существ, обитают на больших глубинах и по сей день.

Исследования проводились с помощью изотопного и элементного анализов. «Первоначально мы заметили под электронным микроскопом четыре области, где слои выросли неравномерно, — говорит Клаус Петер Йохум, ведущий автор исследования. — Это говорит о том, что имели место периоды повышения температуры воды, например, в связи с извержением подводных вулканов». На периоды гидротермальной активности моря указывают и следы марганца в скелете, так как концентрация этого элемента в воде обычно увеличивается после подводных извержений.

Кроме того, ученые исследовали слои скелета на микроэлементы и изотопы кислорода. Соотношение магния и кальция и распределение изотопов кислорода позволяет судить о температуре воды в течение того периода, когда наблюдалось включение этих элементов в скелет губки. Учитывая, что на глубине 1000 м и более температура мирового океана примерно одинакова, то по температуре воды в непосредственной близости от стеклянной губки можно говорить об изменении и местной, и глобальной температуры морских глубин.

Анализы показали, что в момент рождения губки температура морской воды вокруг нее составляла 1,9^оС. В первую тысячу лет жизни губки эта температура оставалась почти неизменной. Затем она внезапно увеличилась с 2^оС до 6 – 10^оС, а потом опять упала до сегодняшней температуры воды на глубине – до 4^оС. В дальнейшем температура хоть и незначительно, но менялась – об этом свидетельствует неравномерный рост слоев скелета губки.

Таким образом, ученым удалось выявить ранее неизвестные локальные температурные колебания Восточно-Китайского моря. Теперь для получения более точной информации ученые собираются исследовать эту и другие стеклянные губки на изотопы кремния. Это позволит составить более точную базу данных для моделирования изменений климата в прошлом и сейчас.

На фото: 1) Микроскопическое изображение среза толщиной 1 мм спикулы стеклянной губки Monorhaphis chuni. Слои его росли в течение 11 тыс. лет. Химические элементы, накопленные за этот период, показывают, что температура воды вокруг губки значительно менялась несколько раз (фото – Вернер Э.Г. Мюллер, Медицинский центр университета Майнца);

2) Гибкий скелет этой губки в руках Сяохун Ван, соавтора исследования (фото – Вернер Э.Г. Мюллер, Медицинский центр университета Майнца); 3) Микроструктура губки Monorhaphis chuni.