Cum perla poate inregistra temperaturile oceanului

Cum a fost vremea in perioada Jurasic? In mod uimitor, chiar daca a fost acum aproape doua sute de milioane de ani, putem spune ca Jurasicul era cald si umed. Vegetatia luxurianta a produs zacaminte majore de carbune si viata a prosperat.

Motivul pentru care stim acest lucru este ca anumite formatiuni geologice – roci, fosile si straturi antice de gheata – pastreaza inregistrari ale temperaturilor din momentul in care au fost formate. Aceasta abilitate de a deduce clime antice nu numai ca ne permite sa reconstituim o istorie a lumii inainte ca oamenii sa fie o licarire in unii ochi reptilieni, dar ne ofera si un context vital pentru evaluarea schimbarilor din climatul global de astazi. De exemplu, planeta este mai calda in medie acum decat a fost de milenii si stim ca astfel de vremuri calme au avut loc inainte in ultimele milioane de ani, de obicei coincizand cu perioadele in care aerul era plin de gaze cu efect de sera eliberate de activitate vulcanica.

Array

Metodele actuale de reconstituire a temperaturii lumii in trecut – asa-numitele paleotermometre – au fiecare punctele lor forte si limitarile lor, motiv pentru care altele noi sunt intotdeauna binevenite. O echipa de la Universitatea din Wisconsin, condusa de fizicianul Pupa Gilbert, a propus acum una, care depinde de examinarea cojilor de moluste la microscop.

Daca pare un loc putin probabil sa gasesti un termometru, ia in considerare cateva dintre modalitatile existente de a lua temperatura preistorica.

Luarea temperaturii

O modalitate este de a masura diferite forme ale aceluiasi element chimic, sau izotopi, in cochiliile organismelor marine, care se depun ca roci sedimentare.

De exemplu, concentratiile relative ale a doi izotopi de oxigen obisnuiti, numiti oxigen-16 si oxigen-18, sunt adesea folosite pentru a deduce temperatura suprafetei marii in momentul formarii cojilor. Acest lucru se datoreaza faptului ca moleculele de apa care contin cei doi izotopi diferiti au rate diferite de evaporare – deci cu cat temperatura este mai mare, cu atat este mai mare evaporarea si cu atat diferenta de cantitate a celor doi izotopi ramasi in apa marii este mai mare. Exista o inregistrare complementara a izotopilor de oxigen in apa care au cazut sub forma de zapada pentru a forma marile straturi de gheata de la poli.

O alta inregistrare a temperaturii in compozitia chimica a sedimentelor marine este raportul dintre carbonatul de calciu si magneziu, care reflecta temperatura oceanului cand s-au depus sedimentele. Si temperatura istorica a unei regiuni afecteaza, de asemenea, rata de crestere a copacilor, asa cum este inregistrata in latimea inelului copacilor, precum si tipurile de plante si animale fosile gasite acolo.

Toate aceste metode, cu toate acestea, au factori complicatori care pot estompa inregistrarea temperaturii. Si se aplica numai pe anumite perioade de timp – cea mai mica gheata din straturile de gheata, de exemplu, are doar cateva sute de mii de ani, in timp ce inregistrarile inelelor de copaci rareori se intorc chiar si in ultima epoca glaciara. Spre deosebire, spun Gilbert si colegii sai, molustele produc cochilii dintr-o substanta numita nacre inca din perioada ordoviciana, cu 450 de milioane de ani in urma, iar acest mineral dur este abundent in fosile – in amoniti, de exemplu.

Labirint de cristal

Nacrul este un lucru remarcabil. Cunoscuta in mod obisnuit ca sidef, este in esenta carbonat de calciu, dar organismele construiesc aceasta coaja de protectie in jurul partilor lor carnoase sub forma de trombocite plate stivuite in straturi. Stivuirea cu caramida ajuta la intarirea cochiliei nu numai ca dura, ci si foarte puternica. In timp ce un bloc solid al mineralului s-ar putea fractura ca vesela fragila, matricea asemanatoare foilor opreste o fisura sa avanseze prin devierea laterala, separand straturile si epuizand energia fisurii in proces.

Analizand modul in care fasciculele de electroni si raze X sunt absorbite si sarit de probele de nacre, Gilbert si colegii sai au constatat ca structura microscopica precisa a acestor straturi – latimea si grosimea fiecarei trombocite si ordinea orientarilor cristalului de nacre – variaza de la o specie la alta. In special, a existat o mai mare dezordine in orientarile retelei cristaline pentru speciile care traiesc in ape mai calde. Si pentru cel putin unul dintre organismele studiate, o stridie perlata din Polinezia Franceza, aceste variatii de orientare la diferite adancimi din peretele cochiliei s-au corelat puternic cu temperatura apei in care s-a format acea parte a cochiliei. In afara de aceasta, grosimea trombocitelor pare legata de presiunea apei si, prin urmare, de adancimea la care creste organismul.

Daca cercetatorii pot stabili cu fermitate ca temperatura intr-adevar determina in mod direct daca trombocitele de nacre cresc cu retelele lor de cristal mai mult sau mai putin aliniate sau orientate mai aleatoriu, in timp ce presiunea determina grosimea trombocitelor, atunci amonitii si asemanarea lor ar putea oferi o modalitate valoroasa de a afla nu numai cum era clima in urma cu sute de milioane de ani, ci si modul in care temperaturile marii variau in functie de adancime. Aceasta ar putea furniza o harta tridimensionala a temperaturii oceanelor in care au evoluat primii pesti si din care s-au tarat in ​​cele din urma pe uscat.

Daca doriti sa comentati aceasta poveste sau orice altceva ati vazut pe viitor, accesati pagina noastra de Facebook sau trimiteti-ne un mesaj pe Twitter .