Крошечные капли воды, заключенные в соляной ловушке, хранят 150 миллионов лет истории океана

Ученые исследовали последние 150 миллионов лет геологической истории Земли, проанализировав химический состав микроскопических карманов воды, сохранившихся в кристаллах морской соли. Исследование опубликовано в журнале Science Advances.

Отслеживая содержание лития в морском галите — каменной соли морского происхождения — геохимики Мебрахту Велдегебриэль из Принстонского и Бингемтонского университетов и Тим Ловенштейн из Бингемтонского университета смогли реконструировать историю тектонических движений на морском дне. Это, по ассоциации, также дает представление об атмосферных условиях во времени.

«Существует тесная связь между химией океана и химией атмосферы», — объясняет Вельдегебриэль. «Какие бы изменения ни происходили в океане, они также отражают то, что происходит в атмосфере».

Океанская вода содержит не только соль. Это химическая смесь, содержащая различные минералы в количествах, которые отражают различные процессы, происходящие в любой момент времени. И морской галит может показаться не особенно насыщенным, но он содержит крошечные карманы воды со времени образования галита, эффективно сохраняя химический состав океана того времени.

Weldeghebriel и Lowenstein получили образцы галита из формаций в США, Европе, Азии и Африке с хорошо задокументированным химическим составом основных ионов. Они использовали лазерную дрель для извлечения воды, в общей сложности 639 жидких включений из 65 кристаллов галита, возраст которых составляет 150 миллионов лет.

Затем эти образцы были проанализированы для определения содержания в них лития. Это потому, что, по словам исследователей, литий является индикатором гидротермальной активности: жерла на морском дне, которые выделяют тепло и химические вещества в океан на границах между тектоническими плитами Земли.

Исследователи говорят, что их крошечные капли воды показывают семикратное падение концентрации лития за последние 150 миллионов лет и соответствующее увеличение соотношения магния и кальция. Это произошло из-за снижения активности тектонических плит и образования планетарной коры, что также привело к снижению гидротермальной активности.

Следствием этого снижения геологической активности было бы не просто падение содержания лития в воде. Значительно меньше углекислого газа было бы выброшено в атмосферу. В свою очередь, это могло способствовать похолоданию, приведшему к последнему ледниковому периоду, который длился от 115 000 до 11 700 лет назад.

Это следует из предыдущей работы пары и их коллег, в которой они показали, что соотношение стронция в капсулах времени с морской водой также указывает на снижение гидротермальной активности за тот же период времени.

Исследователи говорят, что анализ дает нам некоторое представление о взаимосвязанности систем Земли и важности тектонической активности плит в регулировании гидросферы и атмосферы Земли.

«Океаны и атмосфера связаны друг с другом, и то, как они меняются, взаимосвязано. Все связано», — говорит Ловенштейн.