Czym oddychały dinozaury? Skład prehistorycznej atmosfery odczytano z ich zębów
Muzealne eksponaty zębów dinozaurów posłużyły do przełomowej rekonstrukcji. Zawarty w nich izotop tlenu pozwolił naukowcom odczytać skład powietrza sprzed setek milionów lat.
Spis treści
- Tlen sprzed milionów lat uwięziony w zębach
- Prehistoryczne powietrze miało więcej dwutlenku węgla
- Czy rozwiążemy zagadkę Wielkiego Wymierania?
Zespół naukowców kierowany przez geochemiczkę Dingsu Feng z Uniwersytetu w Getyndze zrekonstruował skład powietrza sprzed milionów lat, analizując szkliwo zębów dinozaurów z okresów kredy i jury. To pierwsze badanie, które dostarcza tak bezpośrednich danych o atmosferze ziemskiej ery mezozoicznej.
Tlen sprzed milionów lat uwięziony w zębach
Kluczową rolę w badaniu odegrał izotop tlenu: tlen-17. Jego śladowe ilości w szkliwie zębów są wynikiem procesów metabolicznych organizmu, a także zmian chemicznych w atmosferze, które zaszły podczas życia danego osobnika. Tlen-17 trafia do organizmu poprzez oddychanie, a jego niewielka część zostaje utrwalona w wysoko zmineralizowanych tkankach, np. szkliwie zębów. Co ważne – izotop ten może przetrwać w nich setki milionów lat.
Prehistoryczne powietrze miało więcej dwutlenku węgla
Zespół wykorzystał liczne próbki szkliwa z zębów dinozaurów, zebrane w europejskich muzeach. Analiza wykazała, że w okresie mezozoiku stężenie dwutlenku węgla w atmosferze było znacznie wyższe niż dziś. W późnej jurze wynosiło ok. 1200 cząsteczek na milion (ppm), a w późnej kredzie – ok. 750 ppm. Dla porównania, obecny poziom CO₂ to około 430 ppm.
Badanie potwierdza wcześniejsze szacunki dotyczące wysokiego poziomu CO₂ w mezozoiku. Przewidywano go głównie za sprawą wysokiej wówczas aktywności wulkanicznej. Co więcej, dwa konkretne zęby – tyranozaura i zauropoda z rodzaju Kaatedocus – wykazały nietypowo wysokie wartości izotopu tlenu, co może świadczyć o krótkotrwałych, gwałtownych wzrostach CO₂ spowodowanych erupcjami wulkanicznymi. Odkrycie to sugeruje, że poziom CO₂ mógł się zmienić nawet o 160% w krótkim czasie.
Czy rozwiążemy zagadkę Wielkiego Wymierania?
Zdaniem współautora badania, paleontologa Thomasa Tütkena z Uniwersytetu Johanna Gutenberga w Moguncji, szkliwo zębów jest wyjątkowym źródłem informacji o prehistorycznej atmosferze. Analiza izotopów tlenu pozwala połączyć historię życia poszczególnych organizmów z klimatem Ziemi w ich czasach.
Sukces tej techniki skłania badaczy do dalszych analiz, m.in. zębów z okresu wymierania na przełomie permu i triasu, przed 252 milionami lat, znanego jako „Wielkie Wymieranie”. Było to najbardziej katastrofalne zdarzenie w historii życia na Ziemi, które unicestwiło większość istniejących wtedy gatunków. Analiza atmosfery z tego okresu może rzucić nowe światło na przyczyny i skutki tej globalnej katastrofy, związanej prawdopodobnie także z ogromną aktywnością wulkaniczną.
Źródło: Proceedings of the Royal Academy of Sciences
Nasza autorka
Magdalena Rudzka
Dziennikarka „National Geographic Traveler" i „Kaleidoscope". Przez wiele lat również fotoedytorka w agencjach fotograficznych i magazynach. W National-Geographic.pl pisze przede wszystkim o przyrodzie. Lubi podróże po nieoczywistych miejscach, mięso i wino.