Вкаменелостите могат да разкрият климата в последната епоха на динозаврите

Вашингтон – Ричард Баркли отваря метално чекмедже в архива на Смитсоновския природонаучен музей, което съдържа вкаменелости, които са на почти 100 милиона години. Въпреки възрастта си, тези скали не са чупливи. Геологът и ботаникът лесно се справят с тях и поставя един в дланта си, за да го разгледа по -отблизо.

Неразделна част от древната скала е триъгълен лист със заоблени горни лобове. Този лист е паднал от дърво по времето, когато T-rex и triceratops са обикаляли из праисторическите гори, но растението е моментално разпознаваемо. „Можете да кажете, че това е гинко, това е уникална форма“, каза Баркли. „Не се е променило много от милиони години.“

Това, което също отличава дърветата гинко, е, че техните вкаменелости често запазват действителния растителен материал, а не само впечатлението от листата. И този тънък слой органична материя може да е ключов за разбирането на древната климатична система – и евентуалното бъдеще на нашата затопляща се планета.

Но Баркли и неговият екип първо трябва да декодират растението, за да прочетат информацията в старата книга.

„Гинко е уникална капсула на времето“, казва Питър Крейн, палеонтолог от Йейлския университет. Както той пише в книгата си „Гинко“ за растението, „Трудно е да си представим, че тези дървета, сега извисяващи се над колите и пътниците, произхождат от динозаврите и дойдоха при нас почти непроменени за 200 милиона години“.

Ако едно дърво падна в древна гора, какво може да каже на учените днес?

„Причината, поради която учените се обръщат към миналото, е да разберат какво ще се случи в бъдеще“, казва Кевин Анчокайтис, изследовател на климата в Университета на Аризона. „Искаме да разберем как планетата е реагирала в миналото на мащабните промени в климата – как са се променили екосистемите, как са се променили химията на океана и морското равнище и как работят горите.“

„Парниковите“ периоди представляват особен интерес за учените, когато смятат, че нивата и температурите на въглерода са били много по -високи от днешните. Един от тези моменти се случи през късната креда (преди 66 милиона до 100 милиона години), последната възраст на динозаврите преди метеорит да удари Земята и повечето видове изчезнаха.

Научаването на повече за парниковия климат също дава на учените ценни данни за тестване на точността на климатичните модели за прогнозиране на бъдещето, казва Ким Коб, климатолог от Georgia Tech.

Но климатичната информация за далечното минало е ограничена. Въздушните мехурчета, уловени в древни ледени ядра, позволяват на учените да изследват древните нива на въглероден диоксид, но тези мехурчета са само на 800 000 години.

Тук идва колекцията от листа на Гинко на Smithsonian. Надолу по редица платна, Барклай прескача през хиляди години – колкото е възможно само в музея – до 19 -ти век, когато индустриалната революция започва да променя климата.

От шкафа той изважда листове хартия, където викториански учени записват и прилепват листа от гинко, откъснати от ботаническите градини на своето време. Няколко екземпляра имат красиви надписи с курсив, включително един от 22 август 1896 г.

Формата на листа приблизително съвпада с тази на вкаменелост преди около 100 милиона години и на съвременна хартия, която Баркли държи в ръката си. Но една основна разлика може да се види с помощта на микроскоп – как хартията реагира на промяната на въглерода във въздуха.

Малките пори са подредени от долната страна на листа, за да абсорбират въглеродния диоксид и дишащата вода, което позволява на растението да преобразува слънчевата светлина в енергия. Когато във въздуха има много въглерод, растението се нуждае от по -малко пори, за да абсорбира въглерода, от който се нуждае. Когато нивата на въглерод спаднат, листата произвеждат повече пори за компенсиране.

Днес учените знаят, че средното глобално ниво на въглероден диоксид в атмосферата е около 410 части на милион – и Barclay знае какво прави хартията да изглежда. Благодарение на викторианските листа на растенията, той знае как са изглеждали листата на гинко, преди хората драматично да променят атмосферата на планетата.

Сега той иска да знае какви пори в вкаменелите листа на гинко биха могли да му кажат за атмосферата преди 100 милиона години.

Но първо той се нуждае от разделител на кодове, хартия за превод – един вид Розетски камък, за да дешифрира древен атмосферен почерк.

Ето защо той прави експеримент в гора в Мериленд.

Една сутрин по -рано тази година Баркли и асистентът по проекта Бен Лойд се грижеха за редици дървета от гинко в открити контейнери с пластмасова обвивка, които ги излагаха на дъжд, слънчева светлина и променящите се сезони. „Ние ги отглеждаме по този начин, така че растенията преминават през естествени цикли“, каза Баркли.

Изследователите се насочиха към въглеродния диоксид, изпомпван във всяка стая, а електронен монитор отвън мигаше на всеки пет секунди.

Някои дървета растат при сегашни нива на въглероден диоксид. Други растат на драматично повишени нива, приближавайки се към нива в далечното минало или може би в бъдещето.

„Търсим аналози – имаме нужда от нещо за сравнение“, каза Баркли. Ако има съответствие между формата на листата в експеримента и формата на изкопаемите листа, това ще даде на изследователите груба представа за древната атмосфера.

Те също така изучават какво се случва, когато дърветата растат в силно заредена среда и са открили, че повече въглероден диоксид ги кара да растат по -бързо.

Но Баркли добавя: „Ако растенията растат твърде бързо, е по -вероятно да направят грешки и да бъдат по -податливи на щети. … Това е като шофьор на състезателен автомобил, който вероятно ще излезе от релси при високи скорости.“