Климатът по времето на динозаврите За науката
Благодарение на анализа на фосилните зъби знаем, че динозаврите са изпитали няколко цикъла на охлаждане и затопляне. Глобалният климат обаче беше по-мек от днешния.
Зъбите на настоящите акули се анализират от геохимици, които определят изотопния кислороден състав като функция от температурата. Тези измервания могат да реконструират климата от миналото чрез изучаване на фосилни зъби.
Юра (преди –200 до –145 милиона години) и Креда (–145 до –65 милиона години) са два периода в историята на Земята, белязани от безспорното царуване на влечугите и динозаврите. Що се отнася до флората, покритосеменните растения (растения, чиито семена са защитени от плод, това са цъфтящите растения) постепенно заместват голосеменните (растения с голи семена като иглолистни дървета) в края на долната креда (има около 100 милиона години ). При какви метеорологични условия се проведоха тези събития? Скелетите на гръбначни и безгръбначни ни помагат да реагираме и да реконструираме климата по времето на динозаврите. Сладоледените моркови не го правят толкова назад.
Нека първо видим морфологията на Земята по това време. В края на долната креда, преди 100 милиона години, отварянето на Атлантическия океан все повече фрагментира земни маси (виж фигурата на страница 2). Морското равнище беше на около 100 до 150 метра над сегашното ниво и остави огромни морски платформи, простиращи се в тропиците, в западната част на Тетида, първобитния океан, заобиколен от континенти.
Скелети, които говорят много
Европа беше мозайка от острови, окъпани в топли, плитки морета, заобиколени от земни маси, обитавани от динозаври, крокодили, костенурки и няколко малки бозайници. В морето седиментите (бъдещите варовици и мергели) са уловили много скелети на безгръбначни калциев карбонат (стриди, белемнити, брахиоподи) и гръбначни животни (риби и влечуги) в тъкани, изградени от калциев карбонат. Калций Ca5 (PO4) 3 (OH, F, Cl). На континентите останките от сухоземни гръбначни като динозаври са били заровени в пясъчните или блатисти почви на крайбрежната среда.
Тези различни карбонатни и фосфатни биоминерали съдържат химични елементи, чиито количества или пропорции на изотопи (атоми от същото естество, например кислород, които се различават по броя на неутроните в ядрото) свидетелстват за физико-химичните условия, като температура и соленост, на средата, в която живее животното. Въпреки това, по време и след погребението им в утайките, фосилните скелети в калциевия карбонат понякога претърпяват процеси на разтваряне и прекристализация, които трансформират химичния състав на минералите и следователно модифицират количествата изотопи.
По този начин този феномен, наречен диагенеза, може да промени химическата памет на първоначалните условия на средата на живот на тези вкаменени животни. Колкото по-дълго е времето, изминало от вкопаването на вкаменелостите в утайката, толкова по-голяма е вероятността химическата памет да бъде частично променена или дори загубена. В този случай химичният анализ на такива вкаменелости може да доведе до погрешни интерпретации на миналите среди на нашата планета.
Апатитът, който представлява минерализираната тъкан на гръбначните животни, е минерал, по-устойчив на процесите на диагенеза, тъй като е много по-малко разтворим от калциевите карбонати. Още по-добре, зъбният емайл, особено плътна и много малко подлежаща на промяна тъкан, е материал за избор за възстановяване на древния климат на нашата планета.
Гръбначните животни изграждат скелетите си от калциеви йони Ca 2+ и фосфат PO4 3 - които намират в храната и питейната си вода. По време на метаболизма на последното хранително вещество двата кислородни изотопа O16 и O18 на минерализирания фосфат на животното се разпределят според две променливи: температурата на животното и изотопния състав на кислорода на животното. Питейна вода, която е най-много често тази на жизнената среда (морска вода или дъждовна вода). Поради това, поради геометрията и енергиите, които характеризират молекулата PO4 3 -, тя включва тежкия изотоп O18 още повече, тъй като температурата на средата е ниска.
По време на растежа на фосфатните тъкани на живите същества се поддържа динамичен изотопен баланс от ензимите по време на реакциите, които протичат между кислорода във водата и този във фосфата.
За да изразят съотношението на два изотопа на кислород O16 и O18 в природата, геохимиците използват обозначението δ 18 O (изразено в проценти), което сравнява изотопния състав на пробите, измерен с този на универсалната референтна стойност, ноу (за стандартна средна океанска вода ). Този параметър представлява средния изотопен състав на световния океан. Δ 18 O на световния океан по дефиниция е равен на 0.