Разделение сигналов, записанных на морском дне

Геологи, изучающие историю Земли, часто вынуждены опираться на отложения мелководных зон, так как глубоководные породы не сохраняются, а поглощаются в зонах субдукции. Пирит («золото дураков») десятилетиями служил ключевым индикатором для реконструкции условий древних морей по изотопному составу серы. Однако новые исследования показывают, что эти данные в основном отражают локальные процессы, а не глобальные.

В двух статьях в журнале Science от 24 ноября Дэвид Файк из Университета Вашингтона в Сент-Луисе и его коллеги продемонстрировали, что вариации изотопов серы в пирите не являются надежным индикатором глобальных геохимических циклов или уровня кислорода в древнем океане. Вместо этого они преимущественно реагируют на локальные условия осадконакопления. Используя новую методику микроанализа на масс-спектрометре вторичных ионов (SIMS), ученые впервые изучили изотопный состав отдельных кристаллов пирита в отложениях ледниковых и межледниковых периодов.

Ключевой вывод заключается в том, что изменения в осадочной среде, такие как скорость седиментации, пористость, содержание органического вещества и реакционноспособного железа, являются основными факторами, определяющими изотопную сигнатуру пирита. Эти параметры слабо связаны с глобальными процессами. Разработанная учеными компьютерная модель подтвердила, что баланс между потреблением и пополнением сульфата и сульфида в осадке, на который влияют локальные условия, служит главным регулятором изотопного состава серы в пирите.

«По-настоящему захватывающий аспект этой новой работы в том, что она дает нам прогностическую модель», — отметил Файк. Это позволяет разделить влияние микробной активности и физических свойств осадка, что открывает путь к более точной интерпретации палеоданных, например, для реконструкции изменений уровня моря в прошлом.