Jestem badaczem chemii morza.
Badam zarówno obecną chemię mórz,
jak i tę z przeszłości.
W przeszłość cofam się
dzięki skamieniałym pozostałościom głębinowych korali.
Za mną znajduje się zdjęcie jednego z takich korali.
Został on pobrany blisko Antarktyki, tysiące metrów pod wodą,
dlatego jest tak różny od tych korali,
które przy odrobinie szczęścia moglicie zobaczyć na wakacjach.
Mam nadzieję, że dzięki tej prelekcji
spojrzycie na oceany w czterech wymiarach.
Dwa wymiary, jak ten piękny dwuwymiarowy obraz
temperatury powierzchni morza.
To zdjęcie z satelity, więc ma niesamowitą rozdzielczość.
Ogólne cechy można bardzo łatwo zrozumieć.
Okolice równika są ciepłe, bo dostają więcej światła słonecznego.
Regiony polarne są zimne, bo dostają mniej światła.
Pozwala to tworzyć duże czapy lodowe na Antarktydzie
i na półkuli północnej.
Jeśli zanurzycie się głęboko w morzu, albo chociaż zanurzycie w nim stopę,
poczujecie, że im głębiej, tym jest zimniejsze.
Jest tak, ponieważ głębsze warstwy wody które wypełniają głębiny oceanów
pochodzą z zimnych regionów polarnych, w których woda jest gęsta.
Jeśli cofniemy się w czasie o 20 tysięcy lat,
zobaczymy, że Ziemia wyglądała zupełnie inaczej.
Pokazałam wam tylko uproszczoną wersję jednej z głównych różnic,
którą można dostrzec, cofając się tak daleko.
Czapy lodowe były o wiele większe.
Pokrywały one większość kontynentu, i wychodziły w morze.
Poziom mórz był o 120 m niższy.
Poziom dwutlenku węgla był o wiele niższy niż dzisiaj.
Ziemia była przypuszczalnie ogólnie trzy do pięciu stopni zimniejsza
i o wiele zimniejsza w rejonach polarnych.
Wraz ze współpracownikami próbujemy zrozumieć,
jak nastąpiła przemiana tego zimnego klimatu w ciepły,
którym możemy się cieszyć dzisiaj.
Z badań rdzeni lodowych wiemy,
że zmiana z tych zimnych warunków na ciepłe
nie była płynna, jak można by przewidzieć
na podstawie powolnego wzrostu promieniowania słonecznego.
Wiemy to dzięki rdzeniom lodowym. Wwiercając się w lód,
wydobywamy warstwy roczne lodu, jak w tej górze lodowej.
Możecie zobaczyć biało-niebieskie warstwy.
W rdzeniach uwięzione są gazy, więc możemy zmierzyć zawartość CO2.
Stąd wiemy, że kiedyś poziom CO2 był niższy.
Skład chemiczny lodu mówi nam też
o temperaturze stref podbiegunowych.
Kiedy przemieszczamy się w czasie od 20 tysięcy lat temu do dziś,
widzimy, że ta temperatura wzrosła.
Nie wzrosła ona stopniowo.
Czasem wzrastała bardzo gwałtownie,
potem była stabilna,
potem wzrastała gwałtownie.
Było inaczej w dwóch strefach podbiegunowych,
CO2 wzrastał skokowo.
Dlatego jesteśmy całkiem pewni, że ocean miał z tym wiele wspólnego.
Ocean przechowuje wielkie ilości węgla,
około 60 razy więcej niż atmosfera.
Transportuje też ciepło wzdłuż równika,
jest pełen składników odżywczych i kontroluje produkcję pierwotną.
Dlatego jeśli chcemy się dowiedzieć, co dzieje się w głębi oceanu,
naprawdę musimy się tam zapuścić,
zobaczyć, co tam jest i zacząć go badać.
Oto widowiskowy materiał z podwodnej góry
na około kilometrze głębokości wód międzynarodowych
równikowego Atlantyku, daleko od lądu.
Jesteście jednymi z pierwszych ludzi, którzy widzą ten obszar dna,
zaraz po mojej grupie badawczej.
Może widzicie nowe gatunki. Kto wie.
Trzeba zebrać próbki i zająć się intensywnie systematyką.
Widzicie tu piękną kukurydzę morską.
Rosną na nich wężowidła.
Wyglądają jak macki wychodzące z koralowca.
Niektóre koralowce składają się z różnych form węglanu wapnia
i wyrastają z bazaltu tej wielkiej podwodnej góry.
A te ciemne obiekty to skamieniałe koralowce.
Dowiemy się o nich więcej,
kiedy cofniemy się w czasie.
W tym celu musimy wyczarterować statek badawczy.
To James Cook, statek badawczy klasy oceanicznej
zacumowany na Teneryfie.
Jest piękny, prawda?
Świetny, ale jeśli nie jesteś świetnym marynarzem,
czasem wygląda tak.
To my, kiedy staramy się nie stracić cennych próbek.
Wszyscy biegają dookoła, ja mam straszną chorobę morską,
więc to nie zawsze świetna zabawa, chociaż na ogół tak.
Musieliśmy stać się dobrymi kartografami.
Nie wszędzie można spotkać taką obfitość koralowców.
Są na całym świecie, są głęboko,
ale naprawdę musimy znaleźć właściwe miejsca.
Widzieliśmy właśnie mapę świata z naniesioną trasą naszego rejsu
w zeszłym roku.
Trwał on siedem tygodni.
Sami zrobiliśmy te mapy,
jakieś 75 tysięcy kilometrów kwadratowych dna oceanu w 7 tygodni,
a to tylko mały wycinek dna oceanu.
Podróżujemy z zachodu na wschód
po części oceanu, która wydaje się nijaka w dużej skali,
jednak są tam góry wielkie jak Everest.
Na mapach, które robimy na pokładzie
osiągamy stumetrową rozdzielczość,
wystarczającą, żeby wyłapać obszary do rozmieszczenia sprzętu,
ale nie dość dużą, by móc coś zobaczyć.
W tym celu musimy wysłać zdalnie sterowane maszyny
jakieś pięć metrów ponad dno.
Dzięki temu mamy mapy o średnicy metra i tysiące metrów w głąb.
Tu widzimy zdalnie sterowany statek,
podwodny statek badawczy.
Jest na nim szereg wielkich świateł,
są wysokiej jakości kamery, wysięgniki
i mnóstwo pudełeczek i fiolek na próbki.
To my podczas pierwszego zanurzenia w czasie tego rejsu,
zanurzamy się w głębię oceanu.
Robimy to dość szybko, żeby inne statki
nie zakłóciły działania statków badawczych.
Zanurzamy się i to są widoki, których możecie się tam spodziewać.
To są gąbki, metrowej wielkości.
To pływająca strzykwa, w zasadzie mały ślimak morski.
Obraz jest spowolniony.
Większość nagrań jest przyśpieszona,
bo wszystko zajmuje dużo czasu.
To znów piękna strzykwa.
Zwierzę, które zaraz nadpłynie było dużą niespodzianką.
Nigdy czegoś takiego nie widziałam i spotkało nas to znienacka.
Było to po 15 godzinach pracy i wszyscy byliśmy trochę narwani,
i nagle ten ogromny potwór morski zaczął się zbliżać.
To pyrosomida, inaczej kolonijna forma osłonicy.
To nie tego szukaliśmy.
Szukaliśmy głębinowych koralowców.
Za chwilę zobaczycie jednego na zdjęciu.
Jest mały, ma jakieś 5 cm wysokości.
Składa się z węglanu wapnia, a tu są jego macki,
poruszające się z prądem oceanu.
Taki organizm prawdopodobnie żyje około stu lat.
Kiedy rośnie, wchłania chemikalia z oceanu.
Ilość tych chemikaliów zależy od temperatury,
zależy od pH, od składników odżywczych.
Jeśli uda nam się zrozumieć, jak wnikają one w szkielet,
możemy się cofnąc, zebrać skamieliny
i odtworzyć wygląd oceanu z przeszłości.
Tu widzicie jak zbieramy te koralowce przy pomocy systemu próżniowego
i wkładamy do pojemników.
Robimy to bardzo ostrożnie.
Niektóre z tych organizmów żyją jeszcze dłużej.
To czarny koralowiec, Leiopathes, na zdjęciu mojego kolegi
Brendana Roarka, około 500 m pod Hawajami.
Cztery tysiące lat to bardzo długo.
Jeśli przyjrzymy się gałązce takiego koralowca...
to ma około 100 mikronów szerokości.
Brendan przeprowadził analizy tego koralowca,
widzicie zaznaczenia,
i udało mu się pokazać, że są to roczne przyrosty,
więc nawet 500 m w głąb oceanu
koralowce mogą rejestrować sezonowe zmiany,
to dość imponujące.
Ale 4 tysiące lat nie wystarczy,
byśmy mogli cofnąć się do ostatniego zlodowacenia.
Co w związku z tym?
Sięgamy po skamieliny.
Mój zespół badawczy niezbyt mnie przez to lubi.
Wszędzie są ogromne rekiny,
pyrosomidy, pływające strzykwy,
wielkie gąbki,
a ja zmuszam wszystkich do zanurzenia się na obszary martwych skamielin
i spędzania całych wieków na przekopywaniu dna.
Zabieramy te koralowce ze sobą i porządkujemy.
Każdy z nich jest w innym wieku,
więc jeśli dowiemy się, w jakim,
możemy zmierzyć chemiczne sygnały,
które pomogą nam zrozumieć
co działo się w przeszłości w oceanie.
Po lewej widzicie przekrój koralowca,
starannie go wypolerowałam i sfotografowałam.
Po prawej ten sam fragment
umieściliśmy w reaktorze jądrowym, zapoczątkowaliśmy rozszczep
i za każdym razem, kiedy następuje rozpad,
widać go w przekroju, więc widzimy rozmieszczenie uranu.
Po co to robimy?
Uran jest pierwiastkiem o złej sławie, ale go uwielbiam.
Rozpad pomaga nam poznać współczynniki i daty
tego, co dzieje się w oceanie.
Może pamiętacie ze wstępu,
do tego chcemy dojść, myśląc o klimacie.
Używamy lasera do analizy uranu i jednego z jego produktów,
toru, w koralowcach.
Pozwala nam to dokładnie określić wiek skamielin.
Przy pomocy tej pięknej animacji Oceanu Południowego
chcę zilustrować, jak używamy koralowców
żeby dojść do pradawnych informacji o oceanie.
Na tej animacji Ryana Abernathey'a widzicie gęstość wód powierzchniowych.
To tylko rok danych, a już widać, jak dynamiczny jest Ocean Południowy.
To zawirowanie zaznaczone prostokątem, Cieśnina Drake'a,
to jeden z najsilniejszych prądów oceanicznych świata,
przepływający z zachodu na wschód.
Jest bardzo wzburzony,
bo przemieszcza się nad tymi wielkimi górami podwodnymi.
Pozwala to na wymianę CO2 i ciepła z atmosferą.
W zasadzie oceany oddychają przez Ocean Południowy.
Zebraliśmy koralowce na całym obszarze tej antarktycznej cieśniny
i znaleźliśmy coś zaskakującego przez moje datowanie uranowe:
koralowce migrowały z południa na północ
podczas regresji z glacjału do interglacjału.
Nie do końca wiemy, dlaczego,
ale być może ma to związek ze źródłem pożywienia
lub zawartością tlenu w wodzie.
Postaram się zilustrować czego dowiedzieliśmy się o klimacie
dzięki koralowcom z Oceanu Południowego.
Przemierzyliśmy podwodne góry, zebraliśmy malutkie skamieniałe koralowce.
Tak to zilustrowałam.
Z analizy koralowców wynika, że podczas glacjału
obszar w głębi Oceanu Południowego był bardzo bogaty w węgiel
a wierzchnia warstwa miała małą gęstość.
To powstrzymuje dwutlenek węgla przed ucieczką z oceanu.
Koralowce w średnim wieku
pokazały nam, że ocean wymieszał się częściowo podczas zmiany klimatu.
To pozwala węglowi wydostać się z głębin.
Kiedy analizujemy koralowce bardziej współczesne,
albo po prostu teraz tam się udamy
i zbadamy chemię koralowców,
zobaczymy, że zbliżamy się do momentu, kiedy wymiana węgla jest możliwa.
W ten sposób skamieniałości koralowców
pomagają nam zrozumieć środowisko.
Chcę was zostawić z tym ostatnim slajdem.
To ujęcie z nagrania, które wam pokazywałam.
To piękny ogród koralowców.
Nie spodziewaliśmy się nawet, że znajdziemy rzeczy tak piękne.
To głębokość tysięcy metrów.
Są tam nowe gatunki.
To po prostu piękne miejsce.
Są tam skamieniałości,
nauczyłam was doceniać skamieniałe koralowce,
które można tam znaleźć.
Następnym razem, kiedy będziecie mieć szczęście lecieć nad oceanem
lub żeglować przez ocean,
pomyślcie - pod wodą są ogromne góry,
których nikt przedtem nie widział,
a tam piękne koralowce.
Dziękuję.
(Brawa)