14 тысяч лет назад, в ту пору, когда закончился последний ледниковый период и началось потепление, обширная полоса тихоокеанской воды буквально взорвалась жизнью: вдруг стали активно размножаться планктон, фораминиферы (простейшие одноклеточные, покрытые хитиновой раковиной) и другие морские микроорганизмы. Спустя несколько сотен лет вся эта благодать кончилась так же быстро и неожиданно, как и началась.
Причины столь резкого и кратковременного всплеска жизни были неясны, однако многие ученые связывали его с железом.
Гипотеза о том, что этот элемент представляет собой для фитопланктона и других морских простейших необходимое для жизни питательное вещество, появилась сравнительно недавно и имеет под собой очень веские основания. Предполагается, что во времена постледникового потепления уровень воды в океанах стал подниматься — в нее начало попадать железо, вымываемое из затопленных берегов, и для морской микроживности началось время расцвета. Но все это не объясняло, почему этот расцвет в ограниченной области океана был таким бурным, почему он длился так недолго и так резко закончился.
Чтобы разобраться с этими вопросами, группа океанологов из США, Британии и Норвегии решила выяснить, откуда там взялось железо. Для этого они исследовали керн (длинный цилиндр донных отложений, получаемый при разведочном бурении дна), полученный в 1991 году экспедицией на научно-исследовательском судне «Академик Александр Виноградов» близ берегов Камчатки, известный под номером GGC-37 (при этом ни одного российского ученого среди авторов работы нет). Исследуя химический состав срезов этого керна, они искали в них изотопы неодима и стронция, относительное содержание которых могло бы сказать, откуда там взялось железо. Было два варианта – из древних берегов северного Китая или более молодого вулканического шельфа. Результаты работы представлены в журнале Nature Geoscience.
Оно пришло из третьего места, находящегося, предположительно, в Беринговом море. Но по сравнению с главным открытием это был вообще не сюрприз.
«Мы не нашли ни одного свидетельства того, что всплеску океанского плодородия предшествовал «железный» всплеск», — заявил ведущий автор статьи Фиби Лэм из океанографического института Вудс-Холл (США).
Иначе говоря, железо не было причиной столь странного и кратковременного расцвета: его содержание в тех водах было достаточно высоким для поддержания жизни, но оно не росло во время всплеска — наоборот, постепенно падало.
Исследование керна GGC-37 привело ученых к другой идее: причиной, по их убеждению, было не какое-то одно событие, а их цепь. Изменение климата перемешало океанские воды, а вместе с ними и питательные вещества, от которых зависят простейшие. Оно также перебаламутило планктон, находящийся на больших глубинах, куда свет не доходит и где планктон из-за отсутствия фотосинтеза голодает. Затем пришла очередь свежей воды, идущей от тающих ледников (об этом ученым сказал определенный изотоп водорода в раковинах фораминифер, найденный ими в образцах керна): она остановила перемешивание и вынесла на поверхность насыщенный питательными веществами фитопланктон и других простейших и выложила его там тонким слоем под яркие солнечные лучи.
Начался бурный расцвет, но вскоре железо кончилось и вернулись времена, обычные для простейших и куда более скудные.
