В каплях морской воды обнаружены следы древнего мира
Морская соль скрывает секрет: крошечные капельки морской воды, из которой она образовалась, сохраняют геологическую историю. Используя специализированное оборудование, Мебрахту Велдегебриэль из Принстонского университета и профессор Тим Ловенштейн из Бингемтонского университета смогли реконструировать изменения в химическом составе морской воды за последние 150 миллионов лет, а также получить представление о связанных с ними геологических процессах и изменениях климата. Их статья была недавно опубликована в журнале Science Advances.
«Океан похож на гигантский суп из разных элементов», — объяснил Ловенштейн. «Наиболее распространены натрий и хлорид, но есть десятки других, растворенных в морской воде в следовых количествах, таких как литий».
Они рассмотрели морскую соль (галит), образовавшуюся в разное время за последние 150 миллионов лет в географически разнообразных осадочных бассейнах в США, Европе, Азии и Африке. В образцах соли были крошечные карманы, содержащие немного древней морской воды.
Чтобы получить доступ к крошечным каплям, исследователи использовали лазер, чтобы просверлить отверстия в кристаллах соли, а затем масс-спектрометр для анализа различных присутствующих микроэлементов. В этом исследовании они сосредоточились конкретно на концентрации лития, микроэлемента, который за последние 150 миллионов лет снизился в семь раз, параллельно с увеличением отношения магния к кальцию.
Но почему? Причина долгосрочных изменений в составе морской воды обсуждалась в течение последних двух десятилетий. Исследователи предположили, что снижение концентрации лития в морской воде в основном связано с уменьшением производства океанической коры и снижением гидротермальной активности морского дна, на которые влияют движения тектонических плит.
Замедление активности плит за последние 150 миллионов лет привело к тому, что в океан добавилось меньше лития, а в атмосферу уменьшилось количество углекислого газа, что в конечном итоге привело к глобальному похолоданию и нынешнему ледниковому периоду. Если повернуть время вспять на 150 миллионов лет, Земля была более теплым местом с большим количеством углекислого газа в атмосфере и большим количеством лития в море.
«Между химией океана и атмосферой существует тесная связь», — сказал Вельдегебриэль. «Какие бы изменения ни происходили в океане, они также отражают то, что происходит в атмосфере».
В целом исследования Вельдегебриэля и Левенштейна значительно продвинулись в понимании химии древних океанов Земли и того, как движение тектонических плит повлияло на состав гидросферы и атмосферы нашей Земли. Такие химические изменения также влияют на биологию, например, на морских существ, которые строят свои раковины из карбоната кальция.
«Океаны и атмосфера связаны друг с другом, и то, как они меняются, взаимосвязано. Все связано», — объяснил Ловенштейн.