Крихітні краплі води, що застрягли в солі, зберігають 150 мільйонів років історії океану

Вчені щойно зазирнули в останні 150 мільйонів років геологічної історії Землі, проаналізувавши хімічний склад мікроскопічних кишень води, що збереглися в кристалах морської солі.

Відстежуючи вміст літію в морському галіті – кам’яній солі морського походження – геохіміки Мебрахту Вельдегебріель з Прінстонського та Бінгемтонського університетів і Тім Ловенштейн з Бінгемтонського університету змогли реконструювати історію тектонічних рухів на морському дні.

Це, за асоціацією, також відкриває вікно в атмосферні умови в часі.

“Існує тісний зв’язок між хімією океану і хімією атмосфери, – пояснює Вельдегебріель. “Будь-які зміни, що відбуваються в океані, також відображають те, що відбувається в атмосфері”.

Океанічна вода містить не лише сіль. Це хімічна суміш, що містить різні мінерали в кількостях, які відображають різні процеси, що відбуваються в даний момент часу. Морський галіт може здатися не надто насиченим, але він містить крихітні кишеньки води з часів утворення галіту, ефективно зберігаючи хімічний запис океану того часу.

Вельдегебріель і Ловенштейн отримали зразки галіту з пластів по всій території США, Європи, Азії та Африки з добре задокументованим хімічним складом основних іонів. Вони використовували лазерний бур для вилучення води, загалом 639 рідких включень з 65 кристалів галіту, вік яких сягає 150 мільйонів років.

Потім ці зразки були проаналізовані для визначення вмісту літію. За словами дослідників, літій є індикатором гідротермальної активності – джерел на морському дні, які виділяють тепло і хімічні речовини в океан на кордонах між тектонічними плитами Землі.

За словами дослідників, крихітні краплі води свідчать про семикратне падіння концентрації літію за останні 150 мільйонів років і відповідне зростання співвідношення магнію до кальцію. Це сталося через зменшення активності тектонічних плит і виробництва планетарної кори, що призвело до зниження гідротермальної активності.

Озерний галіт зі штату Юта. (Parent Géry/Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0)

Наслідком такого зниження геологічної активності могло бути не лише зменшення вмісту літію у воді. Значно менше вуглекислого газу потрапило б в атмосферу. У свою чергу, це могло сприяти похолоданню, яке спричинило останній льодовиковий період, що тривав між 115 000 і 11 700 роками тому.

Це дослідження є продовженням попередньої роботи авторів та їхніх колег, в якій вони показали, що співвідношення стронцію в капсулах часу з морської води також вказує на зниження гідротермальної активності за той самий період часу.

Аналіз дає нам певне уявлення про взаємозв’язок систем Землі та важливість тектонічної активності плит у регулюванні гідросфери та атмосфери Землі, кажуть дослідники.

“Океани і атмосфера пов’язані між собою, і те, як вони змінюються, теж пов’язано, – каже Ловенштейн. “Все пов’язано”.