پوسته تخم شترمرغ باران باستانی Namaqualand را نشان می دهد

Namaqualand، منطقه ای خشک در امتداد سواحل جنوب غربی آفریقا، در محل تلاقی دو باد غالب واقع شده است: غرب از اقیانوس اطلس و شرق از اقیانوس هند. این امر مدل‌سازی واکنش منطقه به تغییرات اقلیمی را دشوار می‌کند.

دانشمندان می توانند به آب و هوای گذشته آن روی بیاورند تا الگوهای لنگر را حفظ کنند. و یک مطالعه جدید به منبع منحصر به فردی از داده ها نگاه می کند: پوسته تخم شتر مرغ. ژئوکرون شناسان قطعات پوسته تخم مرغ باستانی جمع آوری شده در یک سایت باستان شناسی در Namaqualand را تجزیه و تحلیل کردند. تجزیه و تحلیل ایزوتوپ نیتروژن آنها تأیید کرد که منطقه تا پایان آخرین عصر یخبندان، 11700 سال پیش مرطوب تر بود.

سرپرست این پژوهش گفت: گرم شدن کره زمین باعث تغییر و توزیع مجدد بارندگی در سراسر جهان خواهد شد رنگ مینگزه “دیمون”.، دانشجوی زمین شناسی در دانشگاه پرینستون در نیوجرسی. او توضیح داد که چنین داده هایی می توانند تغییراتی را در هیدرولوژی که ممکن است به زودی تجربه کنیم را نشان دهد.

از باران گرفته تا پوسته تخم مرغ تا آزمایشگاه

گفت: “مشاهدات دیرین اقلیم و محیط دیرینه جنوب آفریقا… کم است.” وارن شارپ، یک زمین شناسی در دانشگاه کالیفرنیا، برکلی، که در این تحقیق شرکت نداشت. او گفت که پوسته‌های شترمرغ که یک یافته باستان‌شناسی معمولی در منطقه است، “آرشیویی برای چنین اطلاعاتی است.”

دیمون و تیمش با باستان شناسانی همکاری کردند که در حال مطالعه Spitzkloof A، یک سکونتگاه انسانی باستانی در شمال Namaqualand است که قدمت آن به عصر حجر میانه باز می گردد.

باستان شناسان ده ها قطعه کوچک از پوسته تخم شترمرغ جمع آوری شده در این مکان را به تیم ارائه کردند که قدمت آن ها بین 17000 تا 51000 سال کربن بود. مردم آن زمان از صدف ها به عنوان استفاده می کردند ظروف و یک محیط هنر و زبان و برای ایجاد شبکه های اجتماعی.

شرایط خشک تر حذف نیتروژن (N) از خاک، ترجیحا حذف ایزوتوپ سبک تر، ¹⁴N، در ایزوتوپ سنگین تر، ¹⁵ن. مطالعات نشان داده است آن یک خاک ¹⁴N به ¹⁵نسبت N (معروف به δ¹⁵ن) از گیاهان در حال رشدی که توسط موجودات خورده می شوند ثبت شده است. سپس این نسبت در هر حیوان لحاظ می شود محصولات جانبیاز جمله پوسته تخم مرغ

بنابراین پوسته تخم شترمرغ داده های بارندگی را در زمان ساخت ذخیره می کند. اندازه گیری δ¹⁵دیمون گفت که N در چندین تکه پوسته تخم مرغ در سنین مختلف می تواند یک جدول زمانی از بارندگی های گذشته در Namaqualand ایجاد کند.

برای هر یک از 79 نمونه، تیم پوسته‌های تخم‌مرغ را تمیز، خرد و حل کردند، سپس مواد آلی موجود در قطعات پوسته را استخراج کردند، نمونه را به نیترات اکسید کردند و نیترات‌ها را به اکسید نیتریک تبدیل کردند.₂O). سپس نسبت N را اندازه گرفتند₂اوه، تمام شد ¹⁴N در مقابل ¹⁵N با یک طیف سنج جرمی برای محاسبه δ¹⁵ن.

بر اساس این مقادیر، محققان محاسبه کردند که میانگین بارندگی سالانه در زمان تشکیل تخم‌ها حدود 175 میلی‌متر در سال بود که در طول دوره نمونه‌برداری به‌طور میانگین محاسبه شد. این 1.6 تا 3.5 برابر بیشتر از امروز است.

اگرچه تغییرات زیادی در میزان بارندگی تخمین زده شده از پوسته‌ها وجود داشت، جوان‌ترین نمونه‌ها نشان می‌دهند که بارندگی در اواخر آخرین عصر یخبندان افزایش یافته و منجر به اولین کاهش یخبندان شده است، احتمالاً تا 300 میلی‌متر بارندگی در سال.

این تحقیقکه هنوز مورد بررسی قرار نگرفته است، ارائه خواهد شد امروز در نشست سالانه AGU 2023 در سانفرانسیسکو.

تکه های کوچک پوسته

برایان چیسدیرینه اقلیم شناس در مرکز ملی د لا رشرش علمی و دانشگاه مونپلیه در فرانسه، گفت: به نظر می رسد این تحقیق با پیشینه سنگی موجود مطابقت دارد، که نشان می دهد ناماکوالند در پایان پلیستوسن (2.58 میلیون تا 11700 سال) کمی مرطوب تر بوده است. که امروز است.

چیس که در این تحقیق شرکت نداشت، هشدار داد که چون هر پوسته تخم‌مرغ مدت زمان کوتاهی را ثبت می‌کند، می‌توان انتظار تغییرات زیادی را در برآوردهای بارندگی داشت. او گفت که این نویز می تواند نشان دهد که آب و هوا در آن دوره چقدر پایدار بوده است (یا نه)، اما “به این معنی است که مجموعه داده های بزرگی برای ساخت سری های زمانی ثابت و قابل اعتماد مورد نیاز است.”

شارپ موافقت کرد. وی گفت: “هر پوسته تخم مرغ رژیم غذایی تنها یک شترمرغ را در مدت زمان کوتاهی ثبت می کند.” او توضیح داد که 10 تا 20 نمونه از همان زمان برای میانگین تغییرات سالانه و عادات غذاجویی یک فرد مورد نیاز است.

دیمون گفت که تیمش راه ممکنی برای کاهش این سروصدا دارد. تجزیه و تحلیل های قبلی نسبت های ایزوتوپ نیتروژن به قطعات پوسته بزرگ نیاز داشت – که یافتن آنها دشوار است – زیرا آنالیزها بخش های ایزوتوپی را در نیتروژن مولکولی ردیابی کردند (N₂). این گاز نیز جزء اصلی جو زمین است، بنابراین N₂ دیمون گفت که آلودگی هوای مدرن صدای بیشتری را به هر نمونه اضافه می کند. ما برای تولید N کافی به نمونه های بزرگتر نیاز داریم₂ برای اندازه گیری.”

اما اکنون N را اندازه می گیریم₂الف. آنقدر N نداریم₂دیمون ادامه داد: “اوه در هوا” بنابراین مقادیر بسیار کمی از پوسته تخم مرغ می توانند سیگنال های قابل تشخیصی تولید کنند. تیم برای هر اندازه گیری فقط به 3 تا 5 میلی گرم پوسته تخم مرغ نیاز داشت، به جای 300 میلی گرمی که اگر به N نگاه می کردند لازم بود.₂. مکان‌های باستان‌شناسی بیشتر احتمال دارد که قطعات پوسته کوچکی داشته باشند، بنابراین جمع‌آوری نمونه‌های کافی برای ایجاد یک سری زمانی بارش آسان‌تر است.

این تکنیک به طور بالقوه می تواند در سایر مکان های باستان شناسی که در آن قطعات بزرگ پوسته نادر هستند اما قطعات کوچک فراوان هستند، استفاده شود. دیمون گفت که تیم به دنبال تجزیه و تحلیل نمونه‌های بیشتری از Spitzkloof A و مکان‌های باستان‌شناسی قدیمی‌تر در Namaqualand است تا دقت تجزیه و تحلیل خود را بهبود بخشد و نمودار بارش‌های منطقه را پر کند.

– کیمبرلی ام اس کارتیه (@AstroKimCartier)، نویسنده کارکنان

نقل قول: Cartier، KMS (2023)، پوسته تخم شترمرغ باران باستانی Namaqualand را ردیابی می کند، Eos، 104، https://doi.org/10.1029/2023EO230487. ارسال شده در 14 دسامبر 2023

متن © 2023. نویسندگان. CC BY-NC-ND 3.0
مگر اینکه غیر از این ذکر شده باشد، تصاویر مشمول حق چاپ هستند. هرگونه استفاده مجدد بدون اجازه صریح از صاحب حق چاپ ممنوع است.

متصل