Экология Огромные слои антарктических льдов образовались, когда уровень углекислого газа в атмосфере Земли резко понизился миллионы лет назад, считают ученые.
Углекислый газ способствует усилению парникового эффекта, он удерживает тепловое излучение, не давая покинуть Землю, поэтому климат на планете становится теплее. Высокая концентрация углекислого газа в атмосфере способствует глобальному потеплению, а низкие уровни углекислого газа – наоборот, вызывают похолодание. Земля была свидетелем множества периодов потепления и похолодания, что отражалось на климате планеты.
Примерно 34 миллиона лет назад стали образовываться ледники, которые покрыли Антарктиду, однако что именно вызвало появление этих льдов – пока является предметом спора для ученых. Некоторые из них полагают, что уровень углекислого газа рос до и во время этого периода, известного как "изменение климата эоценового и олигоценового периода", что противоречит другой версии о том, что для образования льдов необходимо, чтобы уровень углекислого газа в атмосфере понизился.
Сегодня ученые уверены, что резкое понижение уровня углекислого газа в атмосфере сыграло самую важную роль в образовании ледников Антарктиды.
Древние водоросли
Для того чтобы найти связь уровня углекислого газа и похолодания в этот период, ученые исследовали алкеноны – плотные органические компоненты, которые вырабатываются только определенными видами водорослей. Эти фотосинтетические организмы, вероятно, использовали углекислый газ, который поступал в воду из воздуха, таким образом, если посмотреть на химический состав древних запасов алкенонов, ученые могли бы точно ответить, какой уровень углекислого газа наблюдался в то время в атмосфере.
Палеоклиматолог и геохимик Марк Пагани (Mark Pagani) из Йельского Университета и его коллеги собрали алкеноны в 6 глубоководных местах по всему миру. Они взяли образцы возле полюсов и далеко от них для того, чтобы получить представление о том, какой был уровень углекислого газа в атмосфере.
Исследователи обратили внимание на углеродные изотопы этих компонентов. Все изотопы этого элемента имеют одинаковое количество протонов, но разное количество нейронов, например, углерод-12 имеет шесть нейронов, а углерод-13 – семь.
Чем больше диоксида углерода было в воде, и соответственно в воздухе, тем чаще алкеноны состояли из легких углеродных изотопов. Это связано с тем, что ферменты, которые помогают водорослям поглощать диоксид углерода, предпочитают именно эти изотопы, и чем было больше газа, тем больше у ферментов было возможностей поглощать углерод, который им нравился.
Климат и углекислый газ
Изучив уровень изотопов углерода у алкенонов, ученые обнаружили, что диоксид углерода видимо понизился в атмосфере до и во время образования ледников в Антарктиде. Те исследования, которые были опубликованы раннее, были основаны на изучении областей, где наблюдался высокий уровень углекислого газа, но эти данные не смогли дать полную картину глобального уровня углекислого газа на планете, сообщил Пагани.
"Исследование доказывает, что существует явная связь между уровнем углекислого газа и изменением климата, - говорит ученый. – Это не было сюрпризом для тех, кто изучает историю изменений климата на Земле. Геологические исследования открывают природу чувствительности климата к уровню углекислого газа и других газов, вызывающих парниковый эффект. В дальнейшем мы планируем изучить уровень углекислого газа в самые жаркие периоды на Земле".
