Мезозойский янтарь привел ученых к шокирующим выводам

[lemar]

Мезозойский янтарь привел ученых к шокирующим выводам о содержании кислорода в атмосфере

Международный научный коллектив реконструировал состав атмосферы Земли за последние 220 миллионов лет - по останкам растений в смоле. Содержание кислорода в атмосфере было значительно ниже, чем ученые думали раньше - таков неожиданный вывод.Исследование ставит под вопрос многие устоявшиеся теории эволюции климата и живых организмов (в том числе объяснения гигантизма динозавров).

Ископаемые смолы (янтарь, например) - одни из немногих органических материалов, пригодных для реконструкции климатической и геологической истории Земли. "У янтаря есть такое преимущество, по сравнению с другой органикой - он очень долгое время остается почти неизменным с химической и изотопной точек зрения", - рассказывает Ральф Тапперт (Ralf Tappert) из Института минералогии и петрографии при Иннсбрукском университете.
Исследовательская группа, куда вошли минералоги, палеонтологи и геохимики, воспользовалась для своих целей консервирующими свойствами смолы, связанными с процессом полимеризации. "При фотосинтезе растения связывают атмосферный углерод, и его изотопный состав сохраняется в смоле на много миллионов лет. Опираясь на эти данные, мы можем сделать выводы об содержании кислорода в атмосфере", - объясняет Тапперт. Информация о концентрации кислорода выводится из изотопного состава углерода - точнее, из соотношения двух стабильных изотопов углерода (12C и 13C).
Атмосферный кислород: 10-15%
Ученые проанализировали 538 образцов янтаря из известных месторождений со всего света. Древнейшие (триасовые) образцы датируются примерно 220 миллионами лет (из Доломитовых Альп в Италии). Исследователи также сравнили ископаемый янтарь с современными смолами (чтобы проверить адекватность своих методов).
Оказалось, что на протяжении почти всех прошлых 220 миллионов лет содержание кислорода в атмосфере было значительно меньше современных 21%. "Мы предполагаем 10-15%", - говорит Тапперт. Это куда меньше, чем указывает большинство климатологических и палеонтологических исследований мезозоя! Для мелового периода (65 - 145 миллионов лет назад), например, ученые предполагали до 30% кислорода в атмосфере.
Влияние на климат и окружающую среду
Исследователи также увязывают низкое содержание кислорода в атмосфере с климатическими изменениями. "Мы обнаружили, что в периоды особенно низкого содержания кислорода температура по всему миру была особенно высокая. Так же высоким было содержание двуокиси углерода", - объясняет Тапперт. Минералог предполагает, что кислород может влиять на уровень диоксида углерода и, при определенных условиях, может даже ускорят приток этого вещества в атмосферу. "По сути, мы имеем дело с простыми реакциями окисления, которые особенно усиливаются при глобальном повышении температуры, как, например, в меловый период".
Увеличение содержания CO2, вызванное мощными вулканическими явлениями, сопровождалось падением кислорода в атмосфере. Особенно ярко это проявилось в последние 50 миллионов лет геологической истории. В свете данного исследования, относительно низкие температуры более недавнего прошлого (ледниковые периоды, например) могут объясняться отсутствием крупномасштабных извержений и ростом содержания кислорода.
Также Тапперт предлагает пересмотреть теории, объясняющие гигантские размеры динозавров высоким содержанием кислорода в атмосфере.
Данные исследования представлены в журнале Geochimica et Cosmochimica Acta.
По материалам пресс-релиза Иннсбрукского университета.