Az éghajlat a dinoszauruszok idején a Tudomány számára
A kövületes fogak elemzésének köszönhetően tudjuk, hogy a dinoszauruszok többféle hűtési és melegítési ciklust tapasztaltak. A globális éghajlat azonban enyhébb volt, mint ma.
A jelenlegi cápák fogait geokémikusok elemzik, akik meghatározzák az izotópos oxigénösszetételt a hőmérséklet függvényében. Ezek a mérések a fosszilis fogak tanulmányozásával rekonstruálhatják a múlt éghajlatát.
A jura (–200–145 millió évvel ezelőtt) és a krétakor (–145–65 millió év) a Föld történelmének két olyan korszaka, amelyet a hüllők és a dinoszauruszok vitathatatlan uralkodása jellemez. Ami a növényvilágot illeti, az orrszármazékok (azok a növények, amelyek magját gyümölcs védi, ezek a virágos növények) fokozatosan kiszorítják az alsó kréta kor végén (kb. 100 millió év) a gymnospermákat (csupasz magú növények, például tűlevelűek). ). Milyen időjárási körülmények között zajlottak ezek az események? A gerincesek és gerinctelenek csontvázai segítenek a dinoszauruszok idején reagálni és rekonstruálni az éghajlatot. A fagylalt sárgarépa nem teszi olyan messze.
Lássuk először a Föld morfológiáját ebben az időben. Az alsó kréta kor végén, 100 millió évvel ezelőtt, az Atlanti-óceán megnyílása egyre széttöredezettebb szárazföldi tömegeket hozott létre (lásd az ábrát a 2. oldalon). A tengerszint körülbelül 100-150 méterrel volt a jelenlegi szint felett, és hatalmas tengeri platformokat hagyott a trópusokon, a Tethys nyugati részén, a kontinensek által körülvett ős-óceánon.
A csontvázak, amelyek sokat beszélnek
Európa a meleg, sekély tengerekben fürdő szigetek mozaikja volt, dinoszauruszok, krokodilok, teknősök és néhány apró emlős által lakott szárazföldi tömegek által körülvéve. A tengeren az üledékek (a jövőbeni mészkövek és márgák) sok kalcium-karbonát gerinctelen csontvázat (osztriga, belemnit, brachiopoda) és gerinceset (halat és hüllőt) csapdába ejtenek a kalcium-karbonátból álló szövetekben Kalcium Ca5 (PO4) 3 (OH, F Cl. A kontinenseken a szárazföldi gerincesek, például a dinoszauruszok maradványait eltemették a part menti környezetek homokos vagy mocsaras talajaiban.
Ezek a különféle karbonát- és foszfátbiominerálok olyan kémiai elemeket tartalmaznak, amelyek izotópjainak mennyisége vagy aránya (azonos természetű atomok, például oxigén, amelyek különböznek a neutronok számában a magban) fizikai-kémiai körülményekről tanúskodnak, mint például a hőmérséklet és a sótartalom, annak a környezetnek, ahol az állat élt. Az üledékekben való eltemetésük alatt és után azonban a kalcium-karbonátban lévő fosszilis csontvázak olykor oldódási és átkristályosítási folyamatokon mennek keresztül, amelyek átalakítják az ásványi anyagok kémiai összetételét, és ezért módosítják az izotópok mennyiségét.
Ez a diagenesisnek nevezett jelenség tehát megváltoztathatja ezen megkövesedett állatok lakókörnyezetének eredeti körülményeinek kémiai memóriáját. Minél hosszabb idő telt el azóta, hogy a kövületeket az üledékbe temették, annál nagyobb a valószínűsége annak, hogy a kémiai memória részben megváltozik, vagy akár elvész. Ebben az esetben az ilyen kövületek kémiai elemzése bolygónk korábbi környezeteinek téves értelmezéséhez vezethet.
Az apatit, amely a gerincesek mineralizált szövetét képezi, ásványi anyag jobban ellenáll a diagenesis folyamatainak, mivel sokkal kevésbé oldódik, mint a kalcium-karbonátok. Még jobb, hogy a fogzománc, egy különösen sűrű és nagyon kevéssé változtatható szövet, ezért választott anyag bolygónk ősi éghajlatának helyreállításához.
A gerincesek kalcium-ionokból, Ca 2+ -ból és foszfát PO4 3-ból építik fel csontvázukat - amelyet az ételükben és az ivóvízükben találnak meg. Ez utóbbi tápanyag metabolizálása során az állat mineralizált foszfátjának két O16 és O18 oxigén izotópja két változó szerint oszlik meg: az állat hőmérséklete és az állat oxigénjének izotópos összetétele. gyakran a lakókörnyezeté (tengervíz vagy esővíz). Így a PO4 3 - molekulára jellemző geometria és energiák miatt a nehéz O18 izotópot annál inkább magában foglalja, mivel a közeg hőmérséklete alacsony.
Az élőlények foszfát szöveteinek növekedése során az enzimek dinamikus izotóp egyensúlyt tartanak fenn a reakciók során, amelyek a vízben lévő oxigén és a foszfát oxigénje között fordulnak elő.
Az oxigén O16 és O18 két izotópjának a természetben való arányának kifejezésére a geokémikusok a δ 18 O jelölést használják (százalékban kifejezve), amely összehasonlítja a minták izotópos összetételét az univerzális referencia, a smow összetételével ). Ez a paraméter a világ-óceán átlagos izotópos összetételét képviseli. A világ óceánjának δ 18 O definíciója szerint egyenlő 0-val.