Cseppek a sókristályokban megerősítik az óceán történelmi változásait

Cseppek a sókristályokban megerősítik az óceán történelmi változásait
Cseppek a sókristályokban megerősítik az óceán történelmi változásait
Anonim

Az ősi sókristályok belsejében rekedt mikroszkopikus vízcseppek bizonyítékot szolgáltattak egy olyan radikális elmélet alátámasztására, amely szerint a Föld óceánjainak kémiai összetétele megváltozott az elmúlt 500 millió év során.

„Nem gigantikus változásokról beszélünk” – mondja Lawrence Hardie, a Johns Hopkins Egyetem Krieger Művészeti és Tudományos Iskola föld- és bolygótudományok professzora és az elmélet kidolgozója. „Nem fog hirtelen megváltozni a mai állapotról például valami nagyon lúgossá, de látunk változásokat az óceánvízben oldott fő kémiai komponensek szintjében, és ezek a változások elég jelentősek lehetnek. hogy befolyásolják a tengeri életformákat."

Hardie elmélete segíthet a tudósoknak megérteni a brit Doveri fehér sziklák és más mamutkréta-lerakódások eredetét szerte a világon. A geológusok tudják, hogy ezek a krétalerakódások mikroszkopikus méretű tengeri lények, úgynevezett nanoplankton csontvázaiból jöttek létre, de nehezen tudják megmagyarázni, miért volt olyan bőséges a nanoplankton, amikor a krétalerakódások kialakultak, ez a korszak a geológiai történelemben a kréta (görögül kréta) néven ismert. időszak.

„A nanoplankton tönkrement, és mivel korábban az volt a vélemény, hogy a tengeri kémia a kréta korban is ugyanaz, nehéz volt megérteni, miért” – mondja Hardie. „Az elméletem azonban azt sugallja, hogy abban az időben nagyobb mennyiségű kalcium oldódhatott a tengervízben, és ez elősegíthette a nanoplankton populáció fellendülését.”

Először 1984-ben javasolták, de csak 1990-ig publikálták, Hardie elmélete a tengervíz kémiájának megváltoztatásáról komoly ellenállásba ütközött.Összeköti a tengervízben oldott kalcium-, magnézium-, kálium- és szulfátionok szintjének változását a tengerfenék terjedési sebességének ingadozásaival az óceánközépi gerinceken. A gerincek olyan területek, ahol a tektonikus lemezek szétválnak, és az alatta lévő lávát az óceán elé tárják, amely lehűl és új tengerfenéket képez.

„A tengervíz kémiájának, főbb ionjainak és hasonlóknak az uralkodó paradigmája az volt, hogy az elmúlt 2 milliárd évben nem történt változás” – mondja Hardie. „Az 1950-es évek végétől kezdődően ezzel a problémával foglalkozó geokémikusok többsége úgy gondolta, hogy az óceánba jutó folyóvíz kölcsönhatásba lép az óceán üledékeivel, és ez a fajta kémiai pufferrendszerként működik, hogy a tengervíz kémiáját örökre változatlan maradjon."

A Hardie elméletét megerősítő legújabb bizonyítékok egy projektből származnak, amelyet a Hardie egykori diákja, Tim Lowenstein vezetett, aki jelenleg a New York-i Binghamton Egyetem geológiaprofesszora. Lowenstein a Föld történelmének különböző időszakaiból vizsgálta a sókristályokban lévő mikroszkopikus méretű sóoldatcseppeket.A kristályok magukba foglalják az apró sóoldatcseppeket, amelyeket folyadékzárványoknak neveznek, mivel ezek a tengervíz elpárolgásából képződnek.

Lowenstein, Hardie és mások megvizsgálták a zárványok kémiai tartalmát pásztázó elektronmikroszkóppal, amely kémiai elemzésre alkalmas röntgensugárral volt felszerelve. Azt találták, hogy Hardie elmélete pontosan megjósolta, mit találnak majd a zárványokban a történelem azon időszaka alapján, amikor a sókristályok kialakultak. Eredményeiket a „Science” folyóiratban tették közzé a múlt hónapban.

Hardie számára az eredmények igazolást jelentenek. Úgy érzi, annak bizonyítéka, hogy a „változatlan óceánok” modellel minden nem stimmel, egészen a 20. század fordulójáig vezethető vissza, amikor a német sóipar felbérelte E. H. van't Hoff vegyészt, aki az első Nobel-díjat kapott. kémia, Németország hatalmas sólerakódásainak tanulmányozására.

„Kísérleti bizonyítékot próbált szerezni arra vonatkozóan, hogyan keletkezett ez a hatalmas sótömeg” – mondja Hardie.„Azt feltételezték, mint akkoriban mindenki, hogy a tengervíz állandó az időben. De megnézték ezeket a lerakódásokat, és azt találták, hogy nagyon kevés olyan volt, amely úgy nézett ki, mintha valami olyanból származna, mint a mai tengervíz.”

A tudósok végül a különbségeket a sók eltemetése után bekövetkezett változásoknak tulajdonították. De a forró sós források 1976-os felfedezése egy óceánközépi Atlanti-hátságon elindította Hardie-t egy másik lehetőségen gondolkodni.

Hardie érdeklődni kezdett a források iránt, mert „az ezekből a forrásokból kilépő víz kémiája nem hasonlít a tengervízhez, és nem is hasonlít a folyóvízhez.”

Az oceanográfusok megtudták, hogy a hegygerinceken lévő láva hője konvekciós cellákat hoz létre, amelyek a tengervizet a tengerfenék repedéseibe és hasadékaiba hajtják, majd a sós forrásokba. A tengervíz útja az óceán feneke alá magnéziumot és szulfátot, valamint kalciumot és káliumot adott hozzá.

Hardie kidolgozott egy elméletet, amely az óceánok kémiai tartalmát a tengerfenék sós forrásaiból származó bemenet összegeként képzelte el, keveredve a kontinensekről folyókon keresztül beáramló anyagokkal.

„Ez egy egyszerű modell, de ezek a legjobbak” – mondja. „Nincs nehéz matek; ez valójában nem más, mint a babszámlálás.”

Más geológiai bizonyítékok felhasználásával a tengerfenék terjedésének sebességében bekövetkezett változások értékelésére Hardie a geológiatörténet számos pontján előrejelzéseket adott a tengervíz összetételére vonatkozóan. Korábban tesztelte ezeket a jóslatokat az ősi mészkő, só és más „evaporitok” mintáiban talált bizonyítékokkal.

„Megdöbbentő módon ez a nagyon egyszerű modell nagyon jó munkát végez. Az óceánok kémiájában bekövetkezett változások közötti időbeli határokat nagyon közel hozzuk, 10 millió évet adunk vagy veszünk el” – mondja.

Nevetve nyugtázza az iróniát, amit egy ilyen kijelentés a nem geológusok számára hordoz, és hozzáteszi: „Ami számunkra elég közel áll.”

Hardie jelenleg Steven Stanley-vel, a paleontológussal, Johns Hopkins föld- és bolygótudományi professzorral dolgozik, hogy megvizsgálja, vajon tovább tudják-e szilárdítani az elméletei és a nanoplankton fellendülése közötti potenciális kapcsolatot a kréta időszakban, amely a nagy krétalerakódások. Vizsgálják a kortárs nanoplankton reakcióit a hozzáadott kalcium hozzáadásával módosított tengervízre.

A folyadékzárványokkal kapcsolatos kutatás finanszírozását a Nemzeti Tudományos Alapítvány Földtudományi Programja biztosította. A „Science” cikk további szerzői Michael Timofeeff, Sean Brennan és Robert Demicco voltak, mind a Binghamtoni Egyetemen.

Kapcsolódó webhely:

Lawrence Hardie:

Népszerű téma

Érdekes cikkek
Rólunk
Olvass tovább

Rólunk

A fishcustomaquariums.com webhelyről

Kapcsolatok
Olvass tovább

Kapcsolatok

A fishcustomaquariums.com oldal elérhetőségei

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei
Olvass tovább

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei