Концентрація сірчанокислих солей в океані впливала на коливання клімату на Землі

Коливання в концентрації сірчанокислих солей у водах світового океану виявилися важливим фактором у змінах клімату в минулому нашої планети.

Як з'ясували вчені, підвищення частки цих речовин приводило до глобального похолодання, а низький їх вміст у морській воді супроводжувався потеплінням.

"Коли Індія і Євразія зіткнулися, розкрилися древні поклади солей та їх вміст потрапив в океан, радикально змінивши хімічний склад його вод. Дана подія призвела до "смерті" еоцену - найтеплішої епохи сучасної кайнозойської ери, і стала причиною переходу від парникового до сучасного "льодовикового" клімату", - заявила одна з авторів статті Адіна Пайтан (Adina Paytan) з університету штату Каліфорнія в місті Санта-Крус (США).

Пайтан і її колега Ульріх Вортманн (Ulrich Wortmann) з університету Торонто (Канада) вивчили хімічний склад води в древніх океанах, проаналізувавши хімічний склад включень рідини у відкладеннях морської солі, що сформувалися за останні 130 мільйонів років.

Вчені пояснили, що частка сірчанокислих солей - сульфатів - у морській воді до цього часу вважалася відносно постійною. Це пов'язувалося з тим, що атмосферна концентрація кисню - основного окислювача сірки - залишалася постійною протягом останніх 580 мільйонів років.

Вортманн і Пайтан перевірили, чи так це насправді, обчисливши частку солей сірки всередині мікроскопічних крапель води всередині відкладень морської солі, що сформувалися наприкінці ери динозаврів, крейдяному періоді, і в сучасну геологічну еру - кайнозой.

Виявилося, що концентрація сірчанокислих солей в світовому океані коливалася досить сильно за останні 130 мільйонів років. Приміром, частка солей сірки в океані досягла історичного мінімуму - 5 мілімоль на літр - на початку крейдяного періоду, 120 мільйонів років тому і тривала до першої половини еоцену, 47 мільйонів років тому. Для порівняння, вода сучасних океанів містить в 5,5 разів більше сульфатів - 28 мілімоль на літр. В еоцені частка солей сірки різко підвищилася, досягнувши майже сучасних значень - 24 мілімолі на літр.

Вчені спробували зрозуміти причини таких сильних коливань у концентрації сульфатів, побудувавши модель глобальної циркуляції сполук сірки в атмосфері і океані.

Як з'ясували вчені, різке падіння концентрації сульфату на початку крейдяного періоду було пов'язано з формуванням південної частини Атлантичного океану в аптську епоху, приблизно 120-110 мільйонів років тому. Це припущення підкріплюється реально існуючими відкладеннями морської солі та інших осадових мінералів на берегах Бразилії та Анголи.

Океани проіснували в такому вигляді приблизно 70 мільйонів років. В середині еоцену стався великий геологічний катаклізм - Євразія зіткнулася з Індією, яка повільно "дрейфувала" від Африки до Азії з кінця крейдяного періоду. За словами вчених, зіткнення двох літосферних плит призвело до розчинення в морі величезних запасів гіпсу і ангідриду, похованих на узбережжі Азії від Омана до зародження багатоклітинного життя, в неопротерозойську епоху, приблизно 540 мільйонів років тому.

Поява додаткових порцій сульфатів призвела до різкої активізації бактерій, що харчуються метаном, одним з основних парникових газів. У крейдяному періоді і на початку кайнозою ці мікроби перебували на "голодному пайку", оскільки їм не вистачало іонів SO4 для активного окислення метану.

За словами вчених, підвищення концентрації сірчанокислих солей в середині еоцену дозволило бактеріям значно знизити частку парникового газу у воді океанів і в атмосфері. Це призвело до похолодання і переходу від "парникового" клімату до сучасного льодовикового режиму. Як стверджують автори статті, цей висновок добре підкріплюється великими покладами вуглеводів в осадових породах цієї епохи на дні Індійського океану.

Додамо, раніше вчені дійшли висновку, що океан за останні півстоліття прийняв на себе до 90% ефекту від глобального потепління, однак обсяг холодних придонних антарктичних вод, які компенсували це тепло, скоротився на 60% за останні 40 років.