Данные об
изменениях уровня моря в далёком прошлом
(а) (b)
Рис.1 Уровень моря, полученный по измерениям на коралловых террасах (о.
Новая Гвинея) (b), в сравнении с данными о соотношении изотопов
кислорода δ18O в океанических отложениях (a) [Wilson, R.C.L.].
/* Надёжные данные о наиболее низких
положениях уровня моря отсутствуют */.
Коралловые рифы
Непосредственную информацию об изменении уровня моря за промежуток
времени, измеряемый десятками тысяч лет, дают
исследования коралловых рифов, которые, как известно, растут на морском
дне на определённой небольшой глубине под поверхностью. При изменении уровня
моря кораллы начинают расти рядом со старым местом выше или ниже по склону дна,
так чтобы расстояние до поверхности воды сохраняло нужную величину. Определив
возраст коралловых отложений на разных уровнях, можно построить график,
подобный изображённому на рис. 1(b). Первые такие измерения были
проведены на о. Барбадос в Атлантическом океане, однако позднее было найдено
место с более старыми рифами на о. Новая Гвинея в Тихом океане, где и были
получены приведенные на рисунке данные.
Соотношение изотопов кислорода
На рис. 1(а) отображены результаты принципиально
иных исследований, основанных на наличии в природе двух устойчивых изотопов
кислорода – более лёгкого 16О, т.е. имеющего атомную массу 16, и более тяжёлого
18О, с атомной массой 18. Тяжёлый изотоп всегда составляет лишь
незначительную примесь, содержание которой в каждый момент практически
одинаково в разных местах океана, но постепенно изменяется со
временем. Причины этих изменений
заключаются в следующем:
▪ вода,
содержащая лёгкий изотоп кислорода, легче испаряется и труднее конденсируется, чем
вода с тяжёлым изотопом →
▪ содержание лёгкого изотопа в
атмосферных парах воды (а, значит, и в дожде и снеге) намного больше, чем в
океанской воде →
▪ по мере роста ледников,
образующихся из снега, они откачивают на себя из океана лёгкий изотоп, а морская
вода обогащается тяжёлым изотопом (при таянии ледников, естественно,
увеличивается содержание в морской воде лёгкого изотопа).
Таким образом, мы могли бы узнать историю оледенений, если бы имели
информацию об изменении изотопного
состава воды (ИСВ) в прошлом. Конечно, на высокую точность такого
«ледомера» рассчитывать было бы нельзя, т.к. концентрация тяжёлого изотопа в
атмосферных парах не постоянна, а зависит от текущего ИСВ океана.
Определённую информацию о временных изменениях ИСВ предоставляют измерения содержания тяжёлого изотопа в
скелетах морских организмов, взятых с различных уровней при глубоководном
бурении морского дна. Однако, как показали исследования, количество
отложившегося в скелете тяжелого изотопа существенно зависит не только от исходного
изотопного состава морской воды, в которой
жил соответствующий организм, но и в очень сильной мере от температуры этой
воды – чем выше температура, тем больше откладывается 18О.
Таким образом, для выделения влияния исходного ИСВ в чистом виде нужно
исключить влияние температурных изменений. Это удалось сделать, когда заметили,
что течения в придонных слоях океана имеют очень мало меняющуюся со временем
температуру, приблизительно равную 1,5 °С. Иначе говоря, нужно было
рассматривать временные изменения изотопного содержания остатков не всех
морских организмов, а только для бентоса
(животных, обитающих в придонной области). Так был получен удобный инструмент,
позволявший оценить климатические изменения на земном шаре уже не на десятки, а
на сотни тысяч или даже миллионы лет назад.
*****
Из сопоставления графиков 1(а) и 1(b) видно, что данные о содержании
тяжёлого изотопа кислорода 18О в глубоководных морских отложениях
хорошо коррелируют с данными об изменении уровня моря, полученными измерениями
на коралловых рифах. Отсюда можно было
бы вполне логично сделать заключение, что локальные
изменения уровня моря на о. Новая Гвинея с большой вероятностью связаны с накоплением льда в ледниках, но
насколько оправдан вывод о том, что они представляют относящиеся ко всему земному шару (эвстатические) изменения уровня моря?
Дата последнего обновления: 03.01.08
