Хвощите – растения на 400 милиона години, инженерно чудо и пазители на климатичната история на Земята

Изследователска група в Университета на Ню Мексико е установила как едно необичайно праисторическо растение може да предостави нови начини за интерпретиране на древните климатични условия на Земята.

Ръководен от професор Закари Шарп от Университета на Ню Мексико по науки за Земята и планетата, екипът публикува своите открития в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Изследването, озаглавено „Екстремно тройно фракциониране на кислородни изотопи в Equisetum“, изследва хвощите, които са растения с кухи стъбла, съществували на планетата повече от 400 милиона години. Изследователите са открили, че докато водата се движи през тези растения, тя претърпява толкова интензивна естествена филтрация, че нейните кислородни изотопни сигнатури стават подобни на тези, наблюдавани в метеорити или други извънземни материали.

„Това е цилиндър с височина един метър с милион дупки в него, разположени на равни разстояния. Това е инженерно чудо“, каза Шарп. „Не бихте могли да създадете нещо подобно в лаборатория.“

Необичайното поведение на изотопите разкрива нов климатичен инструмент

Резултатите на екипа помагат за изясняване на дългогодишни загадки, свързани с измерванията на кислородните изотопи в пустинните растения, и въвеждат ценен метод за реконструкция на климата в сухи региони.

Кислородните изотопи функционират като трасери, позволявайки на учените да научат за водните източници, транспирацията на растенията и атмосферната влага. По-тежките изотопи са рядкост, което затруднява прогнозирането как се променят съотношенията им при реални условия на околната среда.

За да изследва този процес, групата на Шарп събра гладки хвощи (Equisetum laevigatum) по поречието на Рио Гранде в Ню Мексико. Те проследиха как се променят стойностите на кислородните изотопи от долните части на растенията към горните. Най-високите проби дадоха екстремни стойности, които преди това изглеждаха извън всеки известен земен диапазон.

Подобни на метеоритни сигнатури привличат глобалното внимание

Шарп представи работата си на конференцията по геохимия „Голдшмит“ в Прага през юли. „Ако открих тази проба, бих казал, че е от метеорит“, каза Шарп по време на конференцията. „Но всъщност тези стойности достигат до тези лудо ниски нива.“

Новосъбраните данни позволиха на изследователите да актуализират своите модели, помагайки да се обяснят необичайните резултати от изотопите, открити при други пустинни видове. Шарп вярва, че тези усъвършенствани модели биха могли също да помогнат на учените да разберат по-добре древното климатично поведение.

Фосилни хвощи, които някога са достигали до 30 метра височина, съдържат малки силициеви частици, наречени фитолити. Тези структури могат да запазят изотопни подписи в продължение на милиони години. Според Шарп, фитолитите работят като „палео-хигрометър“ или начин за измерване на древна влажност.

„Вече можем да започнем да реконструираме влажността и климатичните условия на околната среда, датиращи от времето, когато динозаврите са бродили по Земята“, каза той.

Това изследване разширява приноса на UNM към геонауките и подчертава хвощите, едни от най-старите оцелели растения на планетата, като неочаквани, но мощни пазители на записи за климатичната история на Земята.

Източник на материала: Science daily