Растительный воск дает новый инструмент для понимания древнего климата

По мере того как земная поверхность и атмосфера нагреваются, количество влаги — водяного пара — в атмосфере будет увеличиваться. Понимание размера этого увеличения важно для прогнозирования будущего климата, поскольку водяной пар является значительным парниковым газом. Содержание влаги в атмосфере также влияет на закономерность и интенсивность осадков.

Связь между температурой и влажностью может быть изучена путем изучения интервалов в истории Земли при климате, который был значительно теплее, чем тот, который наблюдаются в наше время, что требует метода оценки содержания влаги в древней атмосфере.

Д-р Иветт Эли из Бирмингемского университета объяснила: «Если мы хотим понять, как мы сможем жить в климате, значительно более теплым, чем сегодня, мы должны изучать временные интервалы в миллионы лет, потому что тот теплый климат прошлого намного старше наших самых старых климатических записей из антарктических ледяных ядер (менее одного миллиона лет)».

Попытка и понимание климатических свойств, связанных с атмосферой — например, осадков и содержания влаги в атмосфере — в такие древние времена является очень сложной задачей. Существующие методы с использованием конкреций карбоната кальция, образующихся в почвах, или химии окаменелых зубов млекопитающих, затрудняются их относительной редкостью в древних отложениях.

Д-р Эли добавила: «Наш новый подход к количественному определению содержания древней атмосферной влаги основывается на фундаментальных свойствах листьев растений и том, как они изменяют свои защитные восковые покрытия в ответ на водное воздействие. Эти листовые воски жесткие и устойчивые и регулярно встречаются как то, что мы называем биомаркерными соединениями в древних речных, озерных и даже морских отложениях».

Метод оценки древней влажности на основе растительного воска преодолевает ограничения других методов, поскольку растительные воски обычно встречаются в почвах и отложениях, простирающихся в прошлое на десятки или даже сотни миллионов лет во многих средах.

Действительность этого нового инструмента была доказана в исследованиях современных почв в Северной и Центральной Америке, проведенных исследовательской группой доцента Майкла Хирена в Центре интеграционных наук о Земле Университета Коннектикута. Эти исследования показали четкую связь между химией воскообразных соединений и количеством влаги в атмосфере.

«Мы видим, что распределение органических соединений, сохраняющихся в почвах, по-видимому, сильно связано с различием между количеством воды в воздушной массе и величиной массы воздуха, или тем, что известно как дефицит давления пара , — говорит д-р Хирен.

Исследователи затем применили свой новый метод, чтобы восстановить содержание влаги в атмосфере в Центральной Испании в промежутке от 15 до 17 миллионов лет назад.

Несмотря на то, что этот промежуток времени намного теплее, чем в до-индустриальных условиях, этот интервал является одним из этапов охлаждения, которые привели к развитию современного мира. Новые данные подтверждают ожидания климатических моделей, что атмосферное охлаждение связано с меньшей атмосферной влажностью. Восстановленные изменения влажности в атмосфере также согласуются с результатами других независимых методов, используемых для исследования изменений температуры и осадков в регионе.

Д-р Эли сказала: «Это дает нам уверенность в том, что наш метод работает, и у нас есть все основания полагать, что мы сделаем исследования  еще более глубокого прошлого. Мы надеемся, что результаты этого исследования предоставят прямые данные для проверки наших понимание взаимосвязи между глобальным потеплением, содержанием влаги в атмосфере и системами осадков».