Новое исследование, опубликованное в Scientific Reports, изложило новую методологию оценки содержания воды в древней атмосфере на основе воска из листьев ископаемых растений.
По мере того, как поверхность Земли и атмосфера нагреваются, количество влаги - водяного пара - в атмосфере будет увеличиваться. Понимание размера этого увеличения важно для прогнозирования климата в будущем, поскольку водяной пар является значительным парниковым газом. Содержание влаги в атмосфере также влияет на характер и интенсивность осадков.
Взаимосвязь между температурой и содержанием влаги может быть изучена путем изучения периодов в истории Земли, когда климат был значительно теплее, чем в наше время, что требует метода оценки содержания влаги в атмосфере в древности.
Доктор Иветт Элей из Бирмингемского университета объяснила: «Если мы хотим понять, как Земля будет работать с климатом, значительно более теплым, чем сегодня, мы должны изучить интервалы в миллионы лет в прошлом, что затрудняет потому что этот теплый климат намного старше, чем наши самые старые климатические записи из антарктических ледяных кернов (возрастом менее одного миллиона лет)."
Попытаться понять климатические свойства, связанные с атмосферой, такие как осадки и содержание влаги в атмосфере, в такие древние времена было очень сложно. Существующие методы, использующие конкреции карбоната кальция, образующиеся в почве, или химический состав окаменелых зубов млекопитающих, затруднены из-за их относительной редкости в древних отложениях.
Д-р Элей добавил: «Наш новый подход к количественной оценке содержания влаги в древней атмосфере основан на фундаментальных свойствах листьев растений и на том, как они меняют свой защитный восковой покров в ответ на водный стресс. и регулярно обнаруживаются в виде так называемых биомаркерных соединений в древних речных, озерных и даже морских отложениях».
Метод оценки древнего содержания влаги, основанный на этих соединениях растительного воска, преодолевает ограничения других методов, поскольку растительные воски обычно обнаруживаются в почвах и отложениях, возраст которых составляет десятки или даже сотни миллионов лет и во многих средах.
Действительность этого нового инструмента была доказана в исследованиях современных почв в США и Центральной Америке, проведенных исследовательской группой доцента Майкла Хрена в Центре интегративных наук о Земле Университета Коннектикута. Эти исследования показали четкую связь между химическим составом этих восковых соединений и количеством влаги в атмосфере.
Мы видим, что распределение органических соединений, сохранившихся в почвах, по-видимому, сильно связано с разницей между тем, сколько воды содержится в воздушной массе, и тем, сколько воздушная масса может удерживать, или тем, что известно как дефицит давления пара», - говорит доктор Хрен.
Элей и Хрен затем применили свой новый прокси для реконструкции содержания влаги в атмосфере в Центральной Испании в течение интервала от 15 до 17 миллионов лет назад.
Хотя этот интервал постоянно намного теплее, чем доиндустриальные условия, он отмечает один из этапов похолодания, который привел к развитию современного мира. Новые данные подтверждают ожидания климатических моделей о том, что атмосферное охлаждение связано с меньшим количеством атмосферной влаги. Реконструированные изменения атмосферной влажности также согласуются с результатами других независимых прокси, используемых для изучения изменений температуры и количества осадков в регионе.
Д-р Эли сказал: «Это дает нам уверенность в том, что наш прокси работает, и у нас есть все основания полагать, что он будет работать для будущих исследований еще более глубокого прошлого. Мы надеемся, что результаты этого исследования предоставят прямые данные для проверки нашего понимания взаимосвязи между глобальным потеплением, содержанием влаги в атмосфере и системами осадков».