Когда ученые наблюдают за силами природы с помощью спутникового трекера погоды, они видят только события дня. Чтобы наблюдать за долговременным атмосферным влиянием, геологи из Университета Цинциннати делают еще один шаг вперед, отслеживая и измеряя распределение серы в растениях на карибском острове Тринидад.
Новое исследование Университета Цинциннати предполагает, что близость побережья, дождь и преобладающее направление ветра могут влиять на распределение морской серы на суше. В то время как науке уже несколько десятилетий известно, что сера является полезным методом для отслеживания диеты и мобильности, исследователи Калифорнийского университета говорят, что комбинированное воздействие ветра и осадков, таких как дождь и морские брызги, ранее полностью не исследовалось.
Их результаты, также тесно совпадающие с моделями, зарегистрированными для почв и осадков в Средиземноморье и на островах Тихого океана, демонстрируют, что растения в прибрежных условиях используют серу морского происхождения.
«Что делает наше исследование уникальным, так это то, что мы смогли довольно четко показать, как пространственное распределение изотопов серы в растительности связано не только с близостью побережья, но также с ветром и дождем», - говорит Брук Кроули, сотрудник Калифорнийского университета. профессор геологии и антропологии. «И мы показали, что эти пространственные закономерности можно обнаружить в растительности.
"Эта информация может помочь исследователям в отслеживании не только происхождения человеческих ресурсов и перемещения животных, но и выбросов серы в результате деятельности человека в Карибском бассейне."
Химические сыщики
Кроули и Джанин Спаркс, докторант Калифорнийского университета в области геологии в то время и первый автор публикации исследования, присоединились к исследователям из Университета Вест-Индии, чтобы измерить уровни изотопов серы в переносимых ветром океанских брызгах на зарослях Тринидада. местные растения.
«Мы изучили содержание серы в растениях, произрастающих на острове Тринидад, чтобы увидеть, насколько наветренные прибрежные районы сравниваются с внутренними и подветренными прибрежными районами», - говорит Кроули.
В исследовании, опубликованном в Applied Geochemistry, описаны некоторые интересные результаты. Вдоль наветренной береговой линии с самыми проливными дождями и самыми сильными ветрами, дующими с океана, химические детективы обнаружили то, что и ожидали, - самые высокие концентрации серы морского происхождения..
«Но в центре острова их было не так много, как мы думали увидеть», - говорит Спаркс, ныне заведующий лабораторией в Департаменте наук о Земле, атмосфере и планетах Университета Пердью. «Уровни начали падать от 1,5 до 10 километров вглубь суши.
"Мы основывали наши ожидания на предыдущем исследовании, проведенном другими исследователями на овечьей шерсти в Ирландии. Там они обнаружили более высокое содержание морской серы у овец у побережья, но почти такой же высокий уровень содержания у овец, которые жили на расстоянии 100 километров. внутри страны от ветреного побережья."
В то время как овцы, очевидно, путешествуют больше, чем растения, Спаркс говорит, что высокое содержание морской серы в овцах внутренних водоемов больше связано с окружающей средой, чем с их перемещением. В отличие от плотной местности Тринидада, в Ирландии отсутствие разнообразных растений, особенно высокой растительности, и гораздо более сильные ветры, как правило, переносят серу дальше вглубь суши в очень стабильном направлении. Это позволило бы морским брызгам распространяться дальше, не препятствуя ветру.
Результаты исследователей Калифорнийского университета были больше похожи на закономерности, зарегистрированные для почв и осадков в Японии и на Гавайях. Как и Тринидад, эти острова изобилуют разнообразной растительностью и горами, а морская сера встречается только на расстоянии до 16 километров от суши, «поэтому мы не были полностью уникальны», - добавляет Спаркс..
Морские брызги «Власть»
Результаты этого исследования, по словам исследователей, помогли установить четкие пространственные закономерности в Карибском бассейне, потому что, хотя были и другие работы, посвященные изучению изотопов серы в других частях планеты, они могут не иметь глобального значения. Исследователям нужна была исходная информация о том, что происходит на региональном уровне.
Сосредоточив внимание на направлении ветра и характере осадков на разнообразной местности Тринидада, они обнаружили разные сигналы океанической серы между наветренными побережьями, дующими морскими брызгами прямо из океана, по сравнению с более подветренными побережьями, где ветер дует со всего острова..
«Если вы путешествуете от восточного наветренного побережья Тринидада к западному побережью, вы увидите очевидные градиенты. Примерно в 1,5 километрах от восточного побережья мы видим значения содержания серы в растениях, которые выглядят точно так же, как морская сера», - говорит Кроули. «Заводы используют брызги серы, которые выдуваются с океана, но там также больше дождя, поэтому мы не можем полностью разделить влияние ветра и дождя - они работают согласованно.
"На подветренном западном побережье мы этого не видим. Прибрежные растения напоминают растения, находящиеся дальше от суши."
Человеческая деятельность может влиять на эти закономерности, в частности. Они обнаружили, что выбросы от нефтеперерабатывающих заводов и транспортных средств оказывают измеримое влияние.
«На содержание изотопов серы растений вблизи оживленных дорог или городских центров явно влияет влияние современного человека», - говорит Спаркс. «Используя эти результаты и другие современные наборы данных для реконструкции прошлого, мы должны признать, какие источники присутствовали, а какие - нет».
Воздействие на фауну
В связанном исследовании, опубликованном до этого, Кроули и Спаркс изучили значения изотопов углерода, азота и серы в современной растительности, а также в останках наземных животных из трех прибрежных археологических памятников на юго-западе Тринидада.
Благодаря глубокому пониманию неравномерного распределения уровней изотопов серы по острову значения, обнаруженные в растительности, можно использовать для отслеживания использования ресурсов, географического происхождения и мобильности животных или людей, говорит Кроули.
«После установления пространственной изменчивости каждой из этих изотопных систем с использованием растений, мы можем посмотреть на мобильность организмов или на то, откуда берутся те или иные вещества», - говорит Кроули.«Например, если останки оленя извлечены из прибрежного места, но имеют низкое содержание изотопа серы, мы знаем, что олень, должно быть, прибыл из более отдаленных глубин.
Он мог переместиться в свое нынешнее местоположение и умереть здесь, или его могли принести туда люди. Важно то, что мы можем подтвердить, что он не возник и не жил в том месте, где был обнаружен., Мы можем использовать этот подход, чтобы выяснить, откуда люди получали пищу в прошлом», - добавляет она.
"Мы надеемся, что наши исследования будут полезны для будущих экологических и археологических исследований не только Тринидада, но и Большого Карибского бассейна и других прибрежных или островных систем по всему миру."