Rekonstrukce klimatu pomocí izotopů kyslíku
V předchozích článcích jsme se zabývali rekonstrukcí klimatu pomocí různých archivních záznamů, které nám příroda naskýtá. Mnoho z nich vyžadovalo chemické rozbory v laboratoři. I metoda pro zjištění klimatu za pomocí izotopů kyslíků probíhá chemickým rozborem. Ovšem díky této metodě se můžeme, na rozdíl od předešlých, dostat i do minulosti starší více jak miliony let.
Počasí v době před milionem let je zakonzervováno na dnech oceánů a moří, ale i na pevnině, která dříve byla slanou vodou zalita. K rozluštění klimatu, ale nepotřebujeme přímo mořskou vodu, nýbrž nálezy schránek živočichů, kteří mořské dno obývaly. Oceány pokrývají asi 70% plochy Země a díky tomu, že do nich ústí řeky z pevniny, se stávají obrovskou nádrží sedimentů. V Atlantském oceánu reprezentuje 1 cm hlubomořských sedimentu stovky až tisíce let, v Tichém oceánu může 1 cm rekonstruovat klima i desetitisíce let do minulosti. Díky vrtu v Tichém oceánu hlubokému 1,5 metru můžeme získat informace pro období staré 2 miliony let.
Obr.: Mikroskopické snímky schránek mořských organismů
Zdroj: http://pages.uoregon.edu/rdorsey/geo334/O-isotopes.html
Hlubokomořské sedimenty jsou analyzovány z hlediska obsahu izotopů kyslíku 16O a 18O. Tyto izotopy se v přírodě vyskytují v poměru 1 : 500. Jak již bylo řečeno, koncentrace těchto izotopů se zjišťuje z karbonátových schránek mořských organismů. Důvodem je využití těchto izotopů pro stavbu schránky a po smrti organismu se dostává schránka na dno a zapadá do sedimentů. Každá změna koncentrace izotopů 16O a 18O v oceánu se projeví i na schránkách živočichů. Množství izotopů není stálé a závisí na teplotě planety. Při nižších teplotách se rozrůstají ledovce, které využívají vodu s lehkým izotopem 16O. Což má za následek, že v oceánu se začne hromadit více izotopu 18O. Díky tomu bylo vědci zjištěno, že ve čtvrtohorách proběhlo 52 teplých a 52 chladných oscilací, někdy se mluví již o 52 dobách ledových a stejném počtu dob meziledových.
Obr.: Izotopy kyslíku 16O a 18O
Zdroj: http://pages.uoregon.edu/rdorsey/geo334/O-isotopes.html
Množství izotopů kyslíku se využívá i pro zjištění jaké teploty panovaly při vzniku krápníků nebo krystalizaci hornin. Vždy platí, že nová vrstva obsahuje více těžšího izotopu 18O. Záleží však na okolní teplotě, která ovlivňuje, jak velký skok v poměru izotopů nastane.
Obr.: Kyslíková izotopová křivka
Zdroj: studijní materiály Geomorfologie 2015, MUNI
Autor: SG