Drevne temperature okeana najčešće se rekonstruišu analizom odnosa različitih atoma kiseonika u ostacima kalcijum karbonata fosila. Međutim, ovo predstavlja mnoge izazove, uključujući kombinaciju bioloških procesa poznatih kao „vitalni efekti“ koji su veoma primetni kod korala i mogu uticati na podatke.
Istraživački tim na čelu sa Univerzitetom u Getingenu sada pokazuje kako obilje trećeg, veoma retkog izotopa kiseonika može otkriti da li je na izotopski sastav uticala isključivo temperatura ili su biološki efekti takođe igrali ulogu. Rezultati su objavljeni u Geochemical Perspective Letters.
Čvrsta struktura korala, poznata kao „koralni skelet“, sastoji se od kalcijum karbonata, istog materijala koji čini krečnjake. Korali, kao i svi morski organizmi, selektivno uključuju različite oblike kiseonika. Ovi različiti oblici se nazivaju izotopi, što znači da su neki atomi kiseonika lakši, a neki teži.
Na nižim temperaturama vode, veća količina izotopa teškog kiseonika je ugrađena u karbonatne strukture. Analizom odnosa teškog izotopa kiseonika-18 i lakog izotopa kiseonika-16 u karbonatima, naučnici mogu izračunati ambijentalne temperature morske vode iz daleke prošlosti Zemlje.
Međutim, neki karbonati, kao što su skeleti korala, vraćaju lažne temperature jer na njihov sastav izotopa kiseonika utiču i biološki procesi poznati kao vitalni efekti.
Istraživači su sada otkrili da se treći, veoma redak izotop (kiseonik-17) može koristiti za korekciju ovih bioloških efekata. Kao rezultat toga, istraživači sada mogu sa većom preciznošću da odrede prethodne temperature okeana, pored toga što dobijaju više uvida u procese biomineralizacije različitih vrsta korala.
Merenja ovog retkog izotopa kiseonika-17, poznatog u ovoj oblasti kao metoda trostrukog izotopa kiseonika, u karbonatima su obično veoma komplikovana. U stvari, laboratorija za stabilne izotope na Univerzitetu u Getingenu je među samo nekoliko u svetu koje mogu da obavljaju takve analize. Laboratorija je koristila najsavremeniju instrumentaciju poznatu kao apsorpciona spektroskopija lasera sa podesivom diodom.
„Koristili smo korale za našu studiju jer znamo dosta o procesima u kojima rastu svoje skelete“, rekao je vođa studije, dr David Bajnai iz Geoscience Centra Univerziteta u Getingenu.
„Uzbuđeni smo što ovaj koncept primenjujemo na druge organizme koji se obično koriste u proučavanju klime u prošlosti na Zemlji. Nadamo se da će analize trostrukih izotopa kiseonika otvoriti ranije neupotrebljive skupove podataka za istraživanje paleoklime, omogućavajući preciznije klimatske rekonstrukcije, vraćajući se dalje u prošlost. “
Profesor Danijel Hervarc sa Univerziteta Rur u Bohumu dodao je: „Takođe smo bili u mogućnosti da pokažemo da analize trostrukih izotopa kiseonika mogu da nas informišu o različitim procesima koje zajednički nazivamo ‘vitalnim efektima’.
„Za korale, sada možemo potvrditi da je glavni proces povezan sa hemijskim procesom koji se zove apsorpcija CO 2, koji smo nezavisno proučavali u eksperimentima. Takve napredne tehnike pomažu da se stekne novi uvid u to kako organizmi grade svoje tvrđe strukture.“
