Коллекция зубов динозавров юрского и мелового периодов открыла ученым новое окно в доисторический климат Земли. Исследователи обнаружили, что изотопный состав кислорода в зубной эмали может рассказать о составе древней атмосферы и уровне углекислого газа, которым дышали эти гигантские рептилии. Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Зубы динозавров «рассказали», какой была земная атмосфера 70 миллионов лет назад
Ученые из Геттингенского университета разработали новый метод изучения древней атмосферы через анализ изотопов кислорода в зубной эмали динозавров. Исследование показало возможность точного определения уровня CO2 в воздухе, которым дышали древние рептилии.
Мальчик заглядывает внутрь черепа копии Tyrannosaurus rex в музее Эгидио Ферульо в аргентинском городе Трелев в Патагонии. https://www.voanews.com/
Перед Великим пермским вымиранием, которое произошло около 252 миллионов лет и уничтожило почти 90% наземных видов, произошел резкий скачок концентрации CO2 в атмосфере (до 2500 частей на миллион — во много раз выше, чем сегодня). Основная причина — интенсивная вулканическая активность, связанная с излияниями Сибирских траппов — гигантской вулканической провинции. Эти извержения выбросили в атмосферу большие объемы углекислого газа и других парниковых газов, что вызвало значительный парниковый эффект, повышение температуры и изменение химии океанов. Но этот резкий (по геологическому времени) скачок все равно занял тысячи или десятки тысяч. Потепление, которое развивается сегодня, идет намного быстрее.
Все живые организмы несут в себе химические отпечатки окружающей среды. Пища, вода и воздух оставляют изотопные следы в костях и зубах. Это справедливо и для динозавров — соотношения изотопов в их останках могут рассказать об экологических и климатических условиях миллионы лет назад.
Кислород-17, как маркер СО2 в атмосфере
Зубы Tyrannosaurus rex.
Особое внимание ученые уделили изотопу кислород-17, который в небольших количествах содержится в углекислом газе. При дыхании позвоночные включают часть этого аномального кислорода в свой организм через окислительный метаболизм. Во время формирования зубной эмали эта изотопная аномалия сохраняется и может пережить миллионы лет.
Команда исследователей проанализировала порошки эмали из музейных коллекций по всей Европе и пришла к выводу, что концентрация CO2 в мезозойскую эру была значительно выше современной. В позднеюрский период (около 150 миллионов лет назад) она достигала 1200 частей на миллион, в позднемеловой (около 70 миллионов лет назад) — около 750. Для сравнения: сегодня в атмосфере содержится около 430 частей на миллион CO2.
Окаменелый зуб Tyrannosaurus rex из формации Хелл-Крик, хранящийся в Королевском музее Тиррелла в Канаде.
Особенно интересными оказались два зуба — тираннозавра рекс и зауропода, которые показали аномально высокие значения изотопов кислорода. Это может указывать на всплески вулканической активности во время жизни этих конкретных динозавров, когда массивные извержения выбрасывали в атмосферу огромные количества углекислого газа.
Теперь исследователи планируют применить свой метод для изучения Великого вымирания — пермско-триасового события 252 миллиона лет назад, которое уничтожило большинство живых существ на Земле.