Автор: Дарья Колмина
"Питерские заметки", 03.11.2023:
Будущее воды на Земле при постоянном повышении температуры вызывает множество вопросов. Исследователи из Университета Корнелла говорят о важности исследований прошлого, чтобы предсказать, что произойдет с водой на планете при изменении климата. Реконструкции прошлых климатических изменений с использованием геологических данных помогли показать влияние деятельности человека на температуру с начала индустриальной эры. Однако создание гидроклиматических записей за тот же период оказалось гораздо более сложной задачей.
Группа проекта Iso2k от PAGES, возглавляемая Бронвен Конеки из Вашингтонского университета в Сент-Луисе, предприняла важный шаг к реконструкции глобальной истории воды за последние 2000 лет. Используя геологические и биологические данные, хранящиеся в природных архивах, включая 759 различных записей о палеоклимате со всего мира, исследователи показали, что глобальный водный цикл менялся в периоды повышенных и пониженных температур.
Глобальный водный цикл тесно охватывает большие масштабы. Вода испаряется с поверхности Земли, поднимается в атмосферу, охлаждается и конденсируется в дождь или снег в облаках, а затем снова падает на поверхность в виде осадков. Каждая молекула воды в этом цикле имеет свой определенный изотопический "отпечаток," который отражает малые отклонения в атомной массе атомов кислорода и водорода, составляющих молекулу. Таким образом, отдельные молекулы воды могут быть тяжелее или легче.
Согласно новому исследованию, когда глобальная температура повышается, появляются более тяжёлые изотопы. Ученые интерпретировали эти изотопические изменения и определили их хронологию, синтезируя данные из различных источников природных архивов за последние 2000 лет истории Земли.
Группа проекта Iso2k PAGES собрала, обобщила и иногда цифровизировала наборы данных из сотен исследований, чтобы построить базу данных, использованную в анализе. Они располагают 759 распределенными по всему миру наборами данных, представляющими собой самую большую интегрированную базу данных записей об изотопах воды.
Конеки и ее команда знали, что изотопы воды регистрируют климатические сигналы разными способами в разных природных архивах. Тщательно собранные данные помогли изучить различные источники.
"Каждый архив уникален," - сказала Конеки. "Для усложнения обстановки данные из разных архивов генерируются различными научными сообществами со своей терминологией, нормами и справочными материалами. Мы разработали поля описания данных (метаданные) для базы данных, которые переводят особенности каждой записи на общий язык и позволяют сравнивать изменения в одном архиве с изменениями в другом. Этот процесс занял несколько лет!"
Команда встретилась лично всего один раз, после чего все действия выполнялись по телефонной связи. Они организовывали совместные сессии в разное время, чтобы учесть разницу в часовых поясах от Гавайев до Японии, Австралии, Европы и других регионов. "Как-то раз мы работали над базой данных и результатами исследований, которые помогли в написании этой статьи, в Новый год," - сказала Конеки.
Отношения между температурой и изотопическим составом определенных природных вод, таких как морская вода и ледниковый лед, давно изучены.
Но это исследование дает первые доказательства того, что температура и изотопический состав окружающих вод тесно взаимосвязаны на протяжении десятилетий и столетий.
Группа проекта Iso2k от PAGES, возглавляемая Бронвен Конеки из Вашингтонского университета в Сент-Луисе, предприняла важный шаг к реконструкции глобальной истории воды за последние 2000 лет. Используя геологические и биологические данные, хранящиеся в природных архивах, включая 759 различных записей о палеоклимате со всего мира, исследователи показали, что глобальный водный цикл менялся в периоды повышенных и пониженных температур.
Глобальный водный цикл тесно охватывает большие масштабы. Вода испаряется с поверхности Земли, поднимается в атмосферу, охлаждается и конденсируется в дождь или снег в облаках, а затем снова падает на поверхность в виде осадков. Каждая молекула воды в этом цикле имеет свой определенный изотопический "отпечаток," который отражает малые отклонения в атомной массе атомов кислорода и водорода, составляющих молекулу. Таким образом, отдельные молекулы воды могут быть тяжелее или легче.
Согласно новому исследованию, когда глобальная температура повышается, появляются более тяжёлые изотопы. Ученые интерпретировали эти изотопические изменения и определили их хронологию, синтезируя данные из различных источников природных архивов за последние 2000 лет истории Земли.
Группа проекта Iso2k PAGES собрала, обобщила и иногда цифровизировала наборы данных из сотен исследований, чтобы построить базу данных, использованную в анализе. Они располагают 759 распределенными по всему миру наборами данных, представляющими собой самую большую интегрированную базу данных записей об изотопах воды.
Конеки и ее команда знали, что изотопы воды регистрируют климатические сигналы разными способами в разных природных архивах. Тщательно собранные данные помогли изучить различные источники.
"Каждый архив уникален," - сказала Конеки. "Для усложнения обстановки данные из разных архивов генерируются различными научными сообществами со своей терминологией, нормами и справочными материалами. Мы разработали поля описания данных (метаданные) для базы данных, которые переводят особенности каждой записи на общий язык и позволяют сравнивать изменения в одном архиве с изменениями в другом. Этот процесс занял несколько лет!"
Команда встретилась лично всего один раз, после чего все действия выполнялись по телефонной связи. Они организовывали совместные сессии в разное время, чтобы учесть разницу в часовых поясах от Гавайев до Японии, Австралии, Европы и других регионов. "Как-то раз мы работали над базой данных и результатами исследований, которые помогли в написании этой статьи, в Новый год," - сказала Конеки.
Отношения между температурой и изотопическим составом определенных природных вод, таких как морская вода и ледниковый лед, давно изучены.
Но это исследование дает первые доказательства того, что температура и изотопический состав окружающих вод тесно взаимосвязаны на протяжении десятилетий и столетий.