Морские окаменелости дают ключи к пониманию изменения климата

Мириам Кац, доцент кафедры наук о Земле и окружающей среде в Политехническом институте Ренсселера, два десятилетия изучает глубоководные окаменелости фораминифер для реконструкции климата Земли за последние 250 миллионов лет. Её работа, основанная на анализе изотопов кислорода и углерода в раковинах, позволяет воссоздавать картину того, как и почему климат резко менялся в геологическом прошлом.

Исследования древнего климата имеют решающее значение для понимания потенциальных последствий современного антропогенного изменения климата. «Прошлое — это окно в будущее», — говорит Кац. Реконструируя климатические условия прошлого, особенно периоды резких перемен, учёные могут прогнозировать возможные реакции климатической системы на текущие изменения.

Кац участвовала в семи океанских экспедициях в рамках Интегрированной программы океанского бурения (IODP), проводя в море в сумме почти два года. Учёные исследуют керны морских осадочных пород, которые, в отличие от континентальных отложений, могут сохранять непрерывную летопись продолжительностью до 180 миллионов лет. Анализ видового состава фораминифер и химического строения их кальцитовых (CaCO₃) раковин в каждом слое позволяет определить уровень моря, температуру и состояние океана в соответствующий период.

Одним из ключевых направлений работы Кац является изучение резкого перехода от «парникового» климата эоценовой эпохи к «ледниковым» условиям олигоцена примерно 33,5 миллиона лет назад. Используя данные по изотопам кислорода (¹⁸O/¹⁶O) и углерода (¹³C/¹²C), а также соотношение магния и кальция в раковинах, она с коллегами показала, что ледяные щиты в конце этого перехода были на 25% больше современных, что привело к падению уровня моря примерно на 105 метров. Её исследования также охватывают более ранние периоды, включая реконструкцию концентраций атмосферного кислорода и углекислого газа со времён юрского периода.