Хроника прошлых колебаний температуры Земли является основной частью понимания изменения климата. Один из лучших отчетов о температуре океана в прошлом можно найти в панцирях морских существ, называемых фораминиферами.
Известные для краткости как «форамы», эти одноклеточные планктоны строят микроскопические раковины из кальцита. Когда форамы умирают, их раковины падают на дно океана и накапливаются в отложениях, которые служат летописью прошлого климата. Питающийся на поверхности планктон является естественным термометром, потому что химический состав форамовых раковин связан с условиями окружающей среды, в которых они растут. Например, уровень магния в форамовых раковинах отражает температуру морской воды, в которой они жили.
В идеале форамы должны действовать как «идеальные химики», включая магний и кальций в соответствии с хорошо изученными химическими взаимосвязями, говорит соавтор исследования Энн Рассел, исследователь палеоокеанографии из Калифорнийского университета в Дэвисе. Но многие раковины форамов имеют чередующиеся полосы с высоким и низким уровнем магния внутри кальцитовых оболочек, которые нельзя объяснить одной лишь температурой. Эти полосы имеют ширину всего несколько микрон.
«Нам нужно быть уверенными в том, что мы понимаем причины изменчивости и механизмы биологического контроля над магнием, и как можно больше о том, как формируются раковины», - сказал Рассел.
Light/Dark Cycles Drive Magnesium Bands
Недавние эксперименты, проведенные учеными из Калифорнийского университета в Дэвисе, показывают, что уровни магния различаются в форамовых раковинах из-за разной скорости роста в течение дневных циклов свет/темнота. Результаты были опубликованы 15 мая в журнале Nature Communications..
Ранее исследования в Калифорнийском университете в Дэвисе и других местах уже намекнули на то, что изменение уровня солнечного света влияет на химический состав скорлупы. Чтобы проверить эту идею, исследовательская группа вырастила фораминифер в условиях контролируемого освещения, а затем проанализировала раковины. Команда напрямую измерила уровни магния и других микроэлементов в раковинах с помощью методов визуализации с высоким разрешением, называемых лазерной абляцией ICP-MS и картированием изображений NanoSIMS..
«Это удивительные методы для понимания того, как условия роста влияют на геохимию раковин», - сказала ведущий автор исследования Дженнифер Ференбахер, доцент кафедры трассерной океанографии в Университете штата Орегон. Ференбахер руководила исследованием, будучи научным сотрудником Калифорнийского университета в Дэвисе.
Результаты помогут повысить доверие к планктону как климатическим рекордам, заявили исследователи.
«Понимание закономерностей роста фораминифер необходимо для понимания механизмов, ответственных за химический состав их раковин, и для правильной интерпретации прошлых температурных записей», - сказал Ференбахер.