Каталог Минералов
 
Новости / Планета Земля / Колебания концентрации кальция в океане

обсудить на форуме



20.06.2009

Колебания концентрации кальция в океане


Концентрация кальция в океане не всегда менялась плавно. Океанологам удалось зафиксировать глобальные падения и всплески, которые подтвердили даты мощных климатических изменений.

Программа глубоководного бурения позволила узнать новые подробности о климатических изменениях на Земле. Уникальные исследования по изучению концентрации изотопов кальция в океанической коре провели Элизабет Гриффит, Адина Пайтан, Кен Калдейра, а также Элен и Томас Вуллен из Калифорнийского университета.

Доктор Гриффит рассказала: «Нам удалось обнаружить, что океаническая система намного более чувствительна к изменению климата, чем считалось раньше. Мы думали, что концентрация кальция как основного элемента морской воды менялась плавно и постепенно в течение многих миллионов лет. Но наши исследования полностью опровергли этот факт. Нам удалось выявить огромные колебания в значении изотопов кальция за период 28 млн лет».

Кальций играет заметную роль в регуляции климата Земли. Дно всех океанов мира покрыто отложениями карбонатов кальция, из которого состоят скелеты морских организмов. Они накапливаются на океаническом дне в течение многих миллионов лет. Углерод захватывается живыми организмами, кальций же в виде растворимых соединений поступает в океан со стоком рек. За геологическую историю Земли образовались такие огромные отложения карбонатов, что они стали самым большим запасом углерода на планете. Этот углеродный цикл связывает все оболочки Земли -- атмосферу, гидросферу, биосферу и литосферу. Соответственно, отложения карбонатов прямо связаны с глобальным циклом углерода, влияющим на климат Земли.

Еще одна важная роль кальция в океанической воде -- влияние на кислотность. Все живые организмы очень чувствительны к значению кислотности воды. Увеличение кислотности приводит к гибели многих живых организмов, особенно кораллов. Карбонат кальция играет стабилизирующую роль, он связывает лишние ионы водорода и переходит в растворимую форму -- гидрокарбонат. Равновесие это динамическое, поэтому и слишком щелочной морская вода не становится -- кальций снова переходит в нерастворимую форму карбоната, выбрасывая недостающие протоны в океан.

Такое равновесие делает почти невозможным исторический анализ содержания кальция в воде. Однако океанологи нашли способ. Они анализировали баритовые керны, которые выбуривали в рамках программы глубоководного бурения около черных курильщиков в центральной части Тихого океана. Барит (BaSO4) -- минерал неорганического происхождения, он выбрасывается в виде ионов бария и сернокислого остатка. Так что на скорость осаждения кальцийсодержащих минералов его количество не влияет. При этом ни кислотность воды, ни температура никак на него не действуют. И если барит покрывает собой карбонат кальция, то в итоге получаются эдакие консервы, по которым уже можно достоверно судить о содержании кальция в морской воде в данное время.

Таким способом ученые узнали, что происходило с морским кальцием за последние 28 млн лет. Например, огромный пик, превышающий современную концентрацию кальция в два раза, зафиксирован в слое, сформировавшемся примерно 4 млн лет назад. Ученые связывают этот факт с достаточно теплым и влажным климатом, преобладавшим на большей части Земли в то время. Многочисленные дожди, вероятно, способствовали выносу веществ, в том числе и кальция, реками. А сток рек, богатых кальцием, увеличил концентрацию этого элемента в океане.

Огромное понижение концентрации изотопов кальция, до 0,8 промилле, происходило более 13 млн лет назад, в середине миоцена. Тогда концентрация кальция снизилась в два с половиной раза по сравнению с современной. Середина миоцена -- один из самых крупных в истории Земли периодов климатических изменений. Ученые предполагают, что снижение концентрации изотопов кальция было связано с переходом климата от потепления к похолоданию, когда Антарктический ледяной щит значительно увеличился в объеме. Огромная масса воды оказалась скованной льдом, что привело к падению уровня океана. Кроме того, в результате похолодания изменились процессы выветривания. Это повлияло на химический состав воды рек, которую они несли в океан. А это изменило биологию и химию океана.

В настоящее время концентрация кальция в океане определяется балансом между попаданием кальция со стоком рек и выносом в результате образования карбонатов, количеством биомассы океана и процессами в океанической коре.

Исследование ученых из Калифорнийского университета показало, что биогеохимические циклы не являются стабильными, как считалось раньше. Поэтому в вопросах изучения глобальных изменений мы должны учитывать, насколько чутко океан реагирует на все изменения, особенно на изменение климата.

Результаты исследований опубликованы в журнале Science 12 декабря 2008 года.

Текст: Анна Говорова



Читайте новости Каталога Минералов на Яндекс
обсудить на форуме



новости из рубрики Планета Земля
  • 07.10.2021 Проект «Генеральная уборка» устранит негативное влияние на экологию и сделает судоходство в акваториях более безопасным
    На территории России реализуется проект «Генеральная уборка», основная цель которого заключается в решении многолетней проблемы ликвидации опасных с экологической точки зрения объектов. »»»

  • 30.09.2021 Треккинговая обувь
    Если девушке принципиально добиться дерзости в луке за счёт ботинок и она отвергает сапоги или кроссовки, то ей нужно остановить свой выбор на ботинках Timberland. »»»

  • 25.09.2021 Ученые выяснили причину нагрева под ледником Антарктиды
    Ученым стало известно, почему один из самых крупных ледников Антарктиды, ледник Туэйтса, тает аномально быстро. Немецкие и британские геофизики обнаружили под ним зону подъема геотермального тепла. »»»

  • 25.09.2021 Ученые установили, что глубинные алмазы состоят из органического углерода
    Австралийские ученые провели изотопные исследования в результате которых сделали вывод, что углерод, из которого состоят алмазы, образующиеся глубоко в мантии, имеет органическое происхождение. »»»

  • 18.09.2021 Самая дешевая техника
    Благодаря научному прогрессу в 21 веке людям удалось переложить часть ежедневных рутинных обязанностей на технические устройства. Современный человек уже не представляет своей жизни без стиральной машины, которая справляется с очисткой большого количества вещей за небольшое время. »»»

  • 14.09.2021 Новый проект поможет очистить северные моря от нефти микробами
    Северные моря будут очищаться от разливов нефти с помощью микробов. Такой проект был представлен компанией «Роснефть», которая разработала его совместно с институтом «Иннопрактика». »»»

  • 07.09.2021 Литье пластика - современная технология
    Пластмасса – один из наиболее распространенных и востребованных материалов в современном мире. Из нее изготавливается многое, в том числе и детали геологического снаряжения – в частности, известно, что пластмассовые молнии спальных мешков служат намного дольше, чем металлические. »»»

  • 06.09.2021 Выбор снаряжения для геолога
    Успешность геологической экспедиции, как и безопасность ее участников, во многом определяется удачным выбором снаряжения. В таком деле не может быть мелочей. Все должно быть предельно качественным и приспособленным к суровым условиям. »»»

  • 03.09.2021 Минералы и эпоксидная смола
    Рисовать эпоксидной смолой стало довольно актуально и популярно, связано это в первую очередь с развитием современного искусства, а так же использованием минералов в создании картин в технике заливки смолой. »»»

  • 31.08.2021 Базальтовые столбы – природное чудо Украины
    Базальтовые столбы разместились на западе Украины в Ровенской области, вблизи селения Базальтовое. Заповедник местного значения занимает площадь 80 соток, продолжительность базальтовых наслоений составляет 200-250 метров, а величина блоков – от 5 до 40 метров. »»»





  • Моя коллекция
  • Добавить образец
  • Добавить месторождение
  • Предложить новость
  • Управление рассылкой
  • Профайл