В последние десятилетия ферромарганцевые корки были в центре внимания из-за их ресурсного потенциала ценных металлов, таких как кобальт, никель или редкоземельные элементы, которые сильно обогащены этими корками. Однако на данный момент стоимость подводной добычи превышает затраты на восстановление. Развитие цен в будущем изменит это, и однажды глубоководная добыча может стать прибыльной.
В своем новом исследовании немецкие морские ученые показывают, что содержание металлов в них не единственная ценность этих корок, но и что они также являются архивами прошлых изменений климата.Железомарганцевые корки имеют толщину до 26 сантиметров, демонстрируя слоистый рост, сопоставимый с годичными кольцами деревьев, но в гораздо более длительном временном масштабе. Корки растут невероятно медленными темпами — всего несколько миллиметров в миллион лет. Эти химические отложения, формирующиеся на вершинах и склонах подводных гор, фиксируют изменения химического состава океана, отражающие эволюцию океанских течений и климата на континентах на протяжении миллионов лет.
Но как информация хранится в корках? Основными конечными источниками химических веществ в морской воде являются горные породы континентов. Выветривание разрушает и растворяет горные породы и переносит химические компоненты в океаны. Некоторые из этих веществ наследуют «геохимические отпечатки пальцев» регионов своего происхождения и путешествуют по земному шару вместе с океанскими течениями.
Изменения климатических условий, такие как возникновение крупномасштабных оледенений на континентах во время ледниковых периодов, привели к изменению химического состава морской воды. Огромные ледяные щиты более эффективно измельчают камни и выделяют в океаны большее количество определенных химических соединений. «Таким образом мы можем отследить, как изменились условия ледниковой Северной Америки во время установления крупных оледенений в прошлом», — отмечает Вейт Даусманн, ведущий автор исследования.
В исследовании были проанализированы три железомарганцевые корки с глубины от 2200 до 3600 метров. Образцы имеют толщину всего несколько сантиметров и были обнаружены в канадском бассейне Северного Ледовитого океана во время круиза ледокола береговой охраны США Healy в 2005 году для исследования исключительной экономической зоны США в Северном Ледовитом океане. «В этих корках хранятся семь миллионов лет прошлого океана», — заявляет Джеймс Р. Хайн, геолог Геологической службы США из Санта-Круса и соавтор исследования. Возраст был определен с использованием встречающегося в природе радиоактивного изотопа бериллия-10 в ETH Zurich.
Временные ряды геохимических отпечатков показывают, что из-за медленного перемешивания глубинных вод Северного Ледовитого океана изменения климатических условий на суше оставили особенно отчетливые записи.Новые данные показывают, что примерно четыре миллиона лет назад начали проявляться большие климатические изменения, которые способствовали усилению оледенения Северной Америки.
С момента появления миллиона лет назад этот эффект даже усилился в связи с резким чередованием теплых и холодных фаз ледниковых периодов. «Расшифровка климатических записей, сохранившихся в этих железомарганцевых корках, закрывает большой пробел в наших знаниях о прошлом арктических регионов», — объясняет Мартин Франк, профессор GEOMAR и соавтор исследования. «Из-за суровых условий и недоступности длительных осадочных данных в Канадском бассейне наши обычно используемые архивы долгосрочного изменения климата до сих пор недоступны».