Рослинний віск дає новий інструмент для розуміння стародавнього клімату

У міру того як земна поверхня і атмосфера нагріваються, кількість вологи - водяного пара - в атмосфері буде збільшуватися. Розуміння розміру цього збільшення важливе для прогнозування майбутнього клімату, оскільки водяний пар є значним парниковим газом. Вміст вологи в атмосфері також впливає на закономірність та інтенсивність опадів.


Зв'язок між температурою і вологістю може бути вивчений шляхом вивчення інтервалів в історії Землі при кліматі, який був значно тепліше, ніж той, який спостерігаються в наш час, що вимагає методу оцінки вмісту вологи в стародавній атмосфері.

Д-р Іветт Елі з Бірмінгемського університету пояснила: «Якщо ми хочемо зрозуміти, як ми зможемо жити в кліматі, значно більш теплим, ніж сьогодні, ми повинні вивчати тимчасові інтервали в мільйони років, тому що той теплий клімат минулого набагато старше наших найстаріших кліматичних записів з антарктичних крижаних ядер (менше одного мільйона років)».

Спроба і розуміння кліматичних властивостей, пов'язаних з атмосферою - наприклад, опадів і вмісту вологи в атмосфері - в такі давні часи є дуже складним завданням. Існуючі методи з використанням конкрецій карбонату кальцію, що утворюються в грунтах, або хімії скам'янілих зубів ссавців, ускладнюються їх відносною рідкістю в стародавніх відкладеннях.

Д-р Елі додала: "Наш новий підхід до кількісного визначення вмісту стародавньої атмосферної вологи ґрунтується на фундаментальних властивостях листя рослин і те, як вони змінюють свої захисні воскові покриття у відповідь на водний вплив. Ці листові воски жорсткі і стійкі і регулярно зустрічаються як те, що ми називаємо біомаркерними сполуками в стародавніх річкових, озерних і навіть морських відкладеннях ".

Метод оцінки стародавньої вологості на основі рослинного воску долає обмеження інших методів, оскільки рослинні воски зазвичай зустрічаються в грунтах і відкладеннях, що простягаються в минуле на десятки або навіть сотні мільйонів років у багатьох середовищах.

Дійсність цього нового інструменту була доведена в дослідженнях сучасних ґрунтів у Північній і Центральній Америці, проведених дослідницькою групою доцента Майкла Хірена в Центрі інтеграційних наук про Землю Університету Коннектикуту. Ці дослідження показали чіткий зв'язок між хімією возкоподібних сполук і кількістю вологи в атмосфері.

"Ми бачимо, що розподіл органічних сполук, що зберігаються в грунтах, мабуть, сильно пов'язаний з відмінністю між кількістю води в повітряній масі і величиною маси повітря, або тим, що відомо як дефіцит тиску пара, - говорить д-р Хірен.

Дослідники потім застосували свій новий метод, щоб відновити вміст вологи в атмосфері в Центральній Іспанії в проміжку від 15 до 17 мільйонів років тому.

Незважаючи на те, що цей проміжок часу набагато тепліший, ніж у до-індустріальних умовах, цей інтервал є одним з етапів охолодження, які призвели до розвитку сучасного світу. Нові дані підтверджують очікування кліматичних моделей, що атмосферне охолодження пов'язане з меншою атмосферною вологістю. Відновлені зміни вологості в атмосфері також узгоджуються з результатами інших незалежних методів, що використовуються для дослідження змін температури і опадів в регіоні.

Д-р Елі сказала: "Це дає нам впевненість у тому, що наш метод працює, і у нас є всі підстави вважати, що ми зробимо дослідження ще більш глибокого минулого. Ми сподіваємося, що результати цього дослідження нададуть прямі дані для перевірки наших розуміння взаємозв'язку між глобальним потеплінням, вмістом вологи в атмосфері і системами опадів ".