Палеоклиматологи изучают климат геологического прошлого. Используя инновационную технику, новое исследование, проведенное международной исследовательской группой под руководством Нильса де Винтера (VUB-AMGC и Утрехтский университет), впервые показывает, что динозаврам приходилось иметь дело с большими сезонными различиями, чем считалось ранее.
Де Винтер: «Раньше мы думали, что когда климат потеплеет, как это было в меловой период, во времена динозавров, разница между сезонами уменьшится, как в современных тропиках температура ниже. разница между летом и зимой. Однако наши реконструкции теперь показывают, что средняя температура действительно повышалась, но разница температур между летом и зимой оставалась довольно постоянной. Это приводит к более жаркому лету и более теплой зиме».
Чтобы лучше охарактеризовать климат в этот период высокой концентрации CO2, исследователи использовали очень хорошо сохранившиеся окаменелости моллюсков, обитавших на юге Швеции в меловой период, около 78 миллионов лет назад. Эти раковины росли в теплых мелководных морях, которые в то время покрывали большую часть Европы. Они регистрировали ежемесячные изменения окружающей среды и климата, как кольца на дереве. В своих исследованиях де Винтер и его команда впервые использовали метод «слипшихся изотопов» в сочетании с методом, разработанным Нильсом де Винтером.
Слипшиеся изотопы в сочетании с методом ВУБ-УУ - революция в геологии
Изотопы - это атомы одного и того же элемента с разной массой. С 1950-х годов соотношение изотопов кислорода в карбонате использовалось для измерения температуры воды в геологическом прошлом. Однако это потребовало от исследователей оценки химического состава морской воды, поскольку соотношение изотопов морской воды влияет на соотношение изотопов раковины, что приводит к более высокой неопределенности. Около десяти лет назад был разработан метод «слипшихся изотопов», который не зависит от химического состава морской воды и позволяет проводить точные реконструкции. Но у метода слипшихся изотопов есть недостаток: он требует так много карбоната, что реконструкция температуры на более детальном уровне, например сезонные колебания на основе раковин, была невозможна..
Де Винтер разработал инновационный метод, в котором измерения гораздо меньших количеств карбоната искусно сочетаются для реконструкции температуры. Таким образом, метод слипшихся изотопов требует гораздо меньше материала и поэтому может использоваться для исследования ископаемых раковин, которые, как и годичные кольца деревьев, содержат большой объем информации об условиях их существования. Этот метод также позволяет агрегировать карбонаты последовательных лет (и зим) для лучшего восстановления сезонных температур. Например, Винтер обнаружил, что температура воды в Швеции в меловой «парниковый период» колебалась между 15°C и 27°C, что более чем на 10°C выше, чем сегодня..
Команда также работала с учеными из Бристольского университета (Великобритания), которые разрабатывают климатические модели для сравнения результатов с моделированием климата мелового периода. В то время как предыдущие климатические реконструкции мелового периода часто оказывались более холодными, чем эти модели, новые результаты очень хорошо согласуются с бристольскими моделями. Это показывает, что сезонные колебания и химический состав воды очень важны для реконструкции климата:
Очень трудно определить изменения климата, произошедшие так давно, в сезонной шкале, но сезонная шкала необходима для правильной реконструкции климата. Если разница между сезонами практически отсутствует, реконструкция среднегодовой температуры выйти иначе, чем ситуации, когда разница между сезонами велика. Считалось, что в эпоху динозавров разница между сезонами была небольшой. Теперь мы установили, что были более значительные сезонные различия. При одной и той же средней температуре в течение года летом вы получите гораздо более высокую температуру.
Де Винтер: «Поэтому наши результаты показывают, что в средних широтах сезонные температуры, вероятно, повысятся вместе с потеплением климата, в то время как сезонные различия сохранятся. Это приводит к очень высоким летним температурам. динамики теплого климата в очень мелком масштабе, которые можно использовать для улучшения климатических реконструкций и климатических прогнозов. Более того, они показывают, что более теплый климат также может иметь экстремальные сезоны».
Развитие имеет далеко идущие последствия для способов реконструкции климата. Это позволяет исследователям определять как влияние химического состава морской воды, так и влияние различий между летом и зимой, тем самым проверяя точность реконструкций температуры за десятилетия. За свои новаторские исследования Де Винтер был номинирован как на ежегодную премию EOS Pipette Prize, так и на премию New Scientist Science Talent 2021.
Исследование де Винтера и его коллег появилось в журнале Communications in Earth and Environment 10 июня.