Ископаемые остатки водорослей постоянно накапливаются в морских отложениях, и их можно использовать для реконструкции прошлых океанических условий. Молекулярные окаменелости, называемые липидными биомаркерами, имеют для этого особое значение. Они являются клеточными строительными блоками водорослей, которые населяли прошлый океан.

Когда водоросли умирают и опускаются на дно океана, информация, относящаяся к условиям окружающей среды в течение их жизни, сохраняется в их липидах. В последние десятилетия анализ такого рода климатических архивов предоставил фундаментальную информацию, которая помогает нам понять прошлые изменения климата.

Специальный инструмент для скрытых деталей

В определенных местах, например, в бассейне Кариако у побережья Венесуэлы, образуются совершенно особые слоистые отложения.

"Бассейн Кариако особенный, потому что в отложениях хранятся тысячи лет хорошо отсортированных сезонных записей, которые включают тонкий слой для каждого лета и один для каждой зимы. Таким образом, архив содержит фундаментальную информацию о прошлых краткосрочных колебаниях климата в тропиках, которые до сих пор не поддавались расшифровке", - говорит первый автор доктор Ларс Вермер из MARUM. Исследование опубликовано в журнале Nature.

Вермер и его коллеги сравнивают эту ситуацию с мелким шрифтом, встречающимся в некоторых документах, для чтения которых может потребоваться помощь специальных устройств. В случае отложений "средством считывания" является лазер, соединенный с особенно мощным масс-спектрометром, который позволяет им определять распределение липидных биомаркеров в каждом из слоев толщиной в миллиметр.

Профессор Кай-Уве Хинрихс, чья рабочая группа разработала этот метод, называет его "инструментом для расшифровки ранее скрытых деталей в климатических архивах".

Хинрихс и его коллеги разработали метод молекулярной визуализации, позволяющий отображать климатические и экологические процессы новейшей истории Земли с высоким временным разрешением, то есть почти с месячными интервалами. Другие аналитические методы используются для надежного отображения интервалов в сотни или тысячи лет, которые, учитывая историю Земли, насчитывающую более четырех миллиардов лет, уже считаются очень подробными.

Глобальные изменения влияют на местные температуры

Временной интервал исследования охватывает недавний период истории Земли, который характеризовался значительным, резким потеплением, не вызванным человеком. "Это рассматривается как параллель с сегодняшним днем", - объясняет Ларс Вермер. "Потепление, произошедшее 11 700 лет назад, привело нас в голоцен, нашу нынешнюю эпоху. Дальнейшее потепление теперь переносит нас из голоцена в то, что мы называем антропоценом, который характеризуется антропогенным потеплением климата и изменениями окружающей среды".

Кай-Уве Хинрихс, Ларс Вермер и их команда показали, что разница между летними и зимними температурами в тропическом океане за этот период удвоилась. Это свидетельствует о том, как глобальные изменения климата влияют на местные сезонные колебания температуры.

Исследование MARUM, также основанное на новом методе, уже было опубликовано в сентябре в журнале Nature Geosciences. Это исследование дало данные, которые выявили историю температуры поверхности моря с разрешением от одного до четырех лет.

В нем первый автор доктор Игорь Обрехт и его коллеги исследовали керн осадочных пород из восточного Средиземноморья, документирующий температуры последнего межледникового периода (примерно от 129 000 до 116 000 лет назад). Таким образом, исследование Обрехта и его коллег было сосредоточено на том, когда в последний раз температура была теплее, чем сегодня.