Ученые из Центра океанографических исследований Гельмгольца GEOMAR в Киле (Германия) теперь преуспели вместе с партнерами из университетов Бристоля (Великобритания), Университета Торонто (Канада) и Университета штата Мэн (США) в восстановлении значений pH северная часть Тихого океана за последние 120 лет с ежемесячным разрешением. Они проанализировали образцы коралловой водоросли с помощью инновационного сочетания лазерной технологии и изотопной аналитики. «До сих пор таких реконструкций из высоких северных широт не проводилось. Новые данные важны для оценки потенциальных воздействий закисления океана.
Используемая нами методика открывает новые возможности для восстановления окружающей среды», — говорит д-р Ян Фицке из ГЕОМАР. Он является ведущим автором исследования, опубликованного в текущем выпуске международного журнала Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).Для своего исследования, которое частично финансировалось совместным немецким проектом «Биологическое воздействие закисления океана» (BIOACID), международная исследовательская группа использовала образцы водорослей Clathromorphum nereostratum. Эти водоросли образуют массивные рифы в северной части Тихого океана и в Беринговом море на дне океана, где они образуют твердые структуры из карбоната кальция.
В этих образованиях невооруженным глазом видны очень мелкие годичные кольца. Эти кольца, похожие на годичные кольца деревьев, содержат информацию о соответствующих условиях окружающей среды.
Чтобы расшифровать эту информацию, исследователи использовали процедуру, называемую лазерной абляцией. Специальный лазер выстреливает материал из образца в заранее четко определенных местах. «Ширина одной точки отбора пробы составляет всего одну десятую миллиметра», — говорит д-р Фицке.
Удаленный материал автоматически переносится в масс-спектрометр, где можно измерить различные соотношения изотопов. Для текущего исследования группа использовала два изотопа элемента бора. Взаимосвязь между ними считается надежным индикатором значения pH морской воды.Ученые обнаружили, что значение pH в северной части Тихого океана на самом деле снижается с конца 19 века, а это означает, что вода подкисляется. «Эта тенденция хорошо согласуется с повышением уровня углекислого газа в атмосфере», — говорит соавтор доктор Федерика Рагаццола, биолог, ныне работающий в Портсмутском университете.
В то же время точное ежемесячное разрешение анализа также выявило сильные колебания pH в течение одного года. Вероятно, они происходят из-за того, что в регионе, откуда были взяты образцы, растут большие ламинарии. «Весной и летом водоросли потребляют большое количество CO2. Это означает, что в воде меньше углекислого газа и повышается pH», — говорит биолог.
Ученые-участники говорят, что они восхищены возможностями метода лазерной абляции. «Мы получаем результаты с очень высоким разрешением, которые можно оценить визуально. Вам не нужно сравнивать необработанные числа», — говорит д-р Фицке.
Настоящее исследование будет только началом. «Эти и подобные виды коралловых водорослей обитают во всех океанах в высоких широтах. Они могут расти тысячи лет.
Благодаря методам лазерной абляции в будущем мы сможем использовать другие образцы, чтобы заглянуть в прошлое, чтобы восстановить pH и подробнее о других параметрах окружающей среды », — говорит физик Фицке.
