Губка поведала о тайнах древности
Одной из самых больших проблем для тех ученых, которые занимаются вопросом изменения температуры Мирового океана, является мониторинг придонных слоев воды. Во-первых, потому, что на таких глубинах измерять температуру достаточно сложно. Во-вторых, следует заметить, что она там достаточно стабильна и для того, чтобы уловить малейшие отклонения от средних значений нужны весьма чувствительные термометры.
Отдельную проблему также представляет реконструкция температурных изменений на глубине, которые случались в предшествующие эпохи. А это очень важно для ученых, поскольку любое такое изменение является точным показателем глобального потепления или похолодания. Ведь, например, лишь для того, чтобы океанические глубины прогрелись хотя бы на градус, температура поверхностных вод должна возрасти более, чем на десять градусов! А такое возможно лишь при общем потеплении климата.
Конечно, подобные изменения можно наблюдать, анализируя состав донных отложений. Но это очень грубая "калибровка" - ведь повышение температуры на тот же самый градус не особенно скажется на структуре и составе осадков. Здесь нужен более точный естественный "термометр", который фиксировал бы даже изменения на десятые доли градуса (а лучше - на сотые). На суше подобными индикаторами температурных колебаний могут служить стволы деревьев (они сказываются на структуре годичных колец), но ведь на дне морском их нет (там вообще мало что растет).
Недавно ученые, похоже, нашли подобный сверхчувствительный "термометр". Причем срок его службы может составить несколько тысяч лет, а точность измерения уникальна - отслеживаются даже изменения температуры на полградуса! Этим "прибором" оказалась обитающая на глубине свыше тысячи метров стеклянная губка Monorhaphis chuni, а точнее говоря, ее скелет.
Хотя стеклянные губки населяют глубоководье многих морей и океанов, добыть их не так-то просто. Эти хрупкие существа, привыкшие жить в местах, где давление во много раз превышает атмосферное, при поднятии на поверхность просто-напросто разваливаются на кусочки. Но группе гидрохимиков и биологов из Института Общей химии имени Макса Планка (ФРГ) повезло. В одном из музеев Китая они обнаружили замечательный скелет подобной губки, который был добыт в Восточно-Китайском море в 1986 году с глубины 1100 метров. Этот скелет, представляющий собой одну громадную (свыше двух метров) иглу, прекрасно сохранился.
В живом виде стеклянная губка имеет вид небольшого мешка, нанизанного на гигантскую иглу, размеры которой с годами увеличиваются. Тех самых двух метров с небольшим данная игла достигла за 11 тысяч лет (собственно говоря, это и есть средний срок жизни стеклянных губок). Кстати, стеклянными их называют не ради красного словца - эта иголка сантиметровой толщины состоит из диоксида кремния (как и стекло), а в сечении она напоминает стержень из стекловолокна с сотнями тонких слоев. И, что самое интересное, эти слои ежегодно нарастают, подобно кольцам дерева.
Данное открытие весьма воодушевило ученых - ведь характер нарастания напрямую зависит от температуры. Они внимательно изучили спил стеклянной иголки и обнаружили, что в четырех местах рост шел весьма неравномерно. Это говорит о том, что тогда, когда это происходило, температура окружающей воды изменялась. Также исследователями были проанализированы соотношение магния и кальция и распределение изотопов кислорода в каждом из слоев. Они тоже могут многое рассказать о температурных колебаниях - ведь их включение в состав скелета напрямую зависит от того, насколько теплой или холодной была в тот момент вода вокруг губки.
"Мы выделили четыре области неравномерного роста. Они свидетельствуют о периодах повышения температуры воды - например, в связи с подводными извержениями", - так прокомментировал результаты исследований ведущий специалист Клаус Петер Йохум. Он также добавил, что на следы гидротермальной активности также указывает обнаруженный в этих слоях марганец, содержание которого в воде повышается после таких извержений.
Итак, что же рассказала стеклянная губка исследователям? Было установлено, что внешний слой кремния иглы сформировался при одном целом и девяти десятых градуса по Цельсию. Как известно из других источников, именно такая температура держалась около 11 тысяч лет назад. Далее, на протяжении первой тысячи лет жизни губки температура воды оставалась почти неизменной.
Но вот затем произошло ее резкое повышение - она внезапно увеличилась до шести-десяти градусов по Цельсию. Впрочем, не прошло и сотни лет, как температура вновь упала до сегодняшнего показателя (четыре градуса по Цельсию). Интересно, что про этот "катаклизм" ученые знали и раньше, однако им было неизвестно, когда именно случился прогрев океанического дна и сколько лет вода оставалась аномально теплой Теперь же скелет губки рассказал им абсолютно все. Интересно, что позже случались и другие температурные перепады (и тоже в сторону повышения), однако о них до сих пор никому не было известно.
Похоже, ученые наконец-то нашли то, что искали - теперь у них в руках имеется сверхчувствительный прибор, фиксирующий малейшие перепады температуры морского дна. Конечно, в данном случае сложно говорить о каких-то глобальных изменениях - ведь эта игла рассказала лишь о событиях на дне Восточно-Китайского моря. А если подвергнуть изучению скелеты подобных губок из разных морей, можно будет проследить всю картину потеплений и похолоданий придонных вод, происходивших много тысяч лет тому назад…