Тайны мистического океанского дна | Лора Робинсон | TEDxBrussels

На глубине сотни метров ниже поверхности океана Лора Робинсон исследует крутые откосы массивных подводных гор. Она охотится на тысячелетние древние кораллы, которые затем можно протестировать в ядерном реакторе и узнать, как же менялся океан с течением времени. Изучая историю Земли, Робинсон надеется отыскать ключи к загадкам будущего.

Это выступление записано на мероприятии TEDx, независимо организованном местным сообществом с использованием формата конференций TED. Узнайте больше на http://ted.com/tedx

Начну с того,

что мой младший брат — журналист,

и он говорит, что на написание статьи
у него уходит примерно час.

Затем в интернете

в течение дня её могут прочитать
около 100 000 человек.

Я же могу потратить пару лет
на планирование экспедиции,

ещё пару лет на написание одной статьи,

и если статья получит хорошие отзывы —
а, может, плохие отзывы, —

её процитируют от силы сотню раз
в течение следующих десяти лет.

Таким образом я никогда не добьюсь
показателей, как у моего младшего брата.

Однако сегодня с вашей помощью
я смогу их немного улучшить,

поэтому спасибо за ваше внимание.

(Аплодисменты)

Я надеюсь, что тема, затронутая мной,
будет вам интересна.

Я химик-океанолог.

Я изучаю химические процессы в океане,

происходящие там сейчас
и происходившие в нём раньше.

Для того чтобы заглянуть в прошлое,

я использую окаменелости
глубоководных кораллов.

Один из таких кораллов
представлен на фото за мной.

Его нашли близ Антарктиды
на глубине нескольких тысяч метров,

так что он сильно отличается от кораллов,

которые вам, возможно, доводилось видеть
во время отпуска в тропиках.

Я надеюсь, моё выступление откроет вам

четырёхмерную картину океана.

Два измерения, как на этом
прекрасном двухмерном изображении

температуры поверхности моря.

Фото сделано со спутника, и у него
невероятное пространственное разрешение.

Общие тенденции легко понять.

В экваториальных регионах тепло,
так как там больше солнечного света.

Полярные регионы холоднее,
потому что там меньше солнца.

Это способствует формированию
ледникового покрова Антарктиды

и вокруг Северного полюса.

Если нырнуть глубоко в море
или просто помочить пальчики в воде,

понятно, что чем глубже,
тем холоднее, —

это в основном потому, что глубокие воды,
заполняющие пропасти океана,

поступают из холодных полярных регионов,
где вóды более плотные.

Переместившись
на 20 000 лет назад, мы увидим,

что Земля была совершенно иной.

Я показала вам мультипликационную версию
самого главного отличия,

которое вы бы заметили,
оказавшись в прошлом:

намного бóльшие ледниковые покровы.

Они покрывали бóльшую часть континента
и простирались над океаном.

Уровень моря был на 120 метров
ниже нынешнего.

Уровень углекислого газа
был существенно ниже нынешнего.

В целом температура Земли
была на 3–5 градусов ниже,

и было гораздо, гораздо холоднее
в полярных областях.

Сейчас вместе с коллегами

я пытаюсь разобраться в том,

каким образом климат изменился
от того холодного

к тёплому, каким мы его знаем сегодня.

Исследования ледяных кернов показали —

кстати, это фотография айсберга,

сделанная моим коллегой
Дэнном Блэквудом

во время плавания в Южном океане —

переход от холодных условий к тёплым
не проходил так гладко,

как можно предположить, учитывая
медленное усиление солнечного излучения.

Мы знаем это благодаря ледяным кернам:
если бурить лёд,

то можно различить годовые слои льда,
которые видны на этом айсберге.

Вот эти бело-голубые слои.

В ледяных кернах содержатся газы,
позволяющие измерить уровень СО2 —

так мы знаем, что уровень СО2
был раньше гораздо ниже, —

а химический состав льда
позволяет узнать о температуре

в полярных регионах.

Вернувшись в настоящее время,
20 000 лет спустя

можно заметить, что повышение температуры

проходило неравномерно.

Иногда она резко подскакивала,

затем стабилизировалась,

потом снова росла,

причём по-разному
в двух полярных регионах,

и уровень СО2 также
увеличивался скачкообразно.

Поэтому мы уверены, что океан
имеет к этому прямое отношение.

В океане содержится
огромное количество углерода,

примерно в 60 раз больше,
чем в атмосфере.

Также океан перегоняет
тепло через экватор,

он полон питательных веществ
и управляет первичной продуктивностью.

Если мы хотим нырнуть поглубже и узнать,
что же скрывается в глубине океана,

нам необходимо туда спуститься,

посмотреть вокруг

и начать исследования.

Это захватывающая видеозапись
подводной горы

на глубине примерно километр
в открытом море

в экваториальной Атлантике
далеко от суши.

Вы — одни из первых,
увидевших это дно океана,

наряду с моей научной группой.

Возможно, перед нами новые виды.

Мы не знаем.

Нужно собрать образцы
и провести их тщательную классификацию.

Вот прекрасные кораллы,
похожие на жвачку.

На этих кораллах растут змеехвостки.

Вот они, подобно щупальцам
торчащие из коралла.

Есть кораллы, состоящие из различных форм
карбоната кальция,

вырастающих из слоёв базальта
массивной подводной горы,

а это тёмное нечто —
окаменелые кораллы,

мы поговорим об этом подробнее,

когда отправимся в прошлое.

Для этого, нам нужно нанять
исследовательское судно.

Это «Джеймс Кук» —
исследовательское судно океанского класса,

пришвартованное на Тенерифе.

Выглядит неплохо, да?

Особенно классное
для не очень опытных моряков.

Порой оно выглядит, скорее, так.

Тут мы пытаемся не растерять
драгоценные образцы.

Все суетятся, у меня ужасный
приступ морской болезни,

так что не всегда бывает весело,
но в общем довольно неплохо.

Мы должны стать действительно
хорошими картографами.

Такое потрясающее изобилие кораллов
встретишь не везде.

Они разбросаны повсюду
на большой глубине,

и нам необходимо отыскать
подходящие места.

Только что на карте мира вы увидели

наш прошлогодний маршрут.

Плавание длилось семь недель,

а это карты, которые мы сделали сами,

исследовав примерно 75 000 км2
морского дна за семь недель,

и это всего лишь крохотная часть
всей поверхности.

Мы путешествуем с запада на восток

по той части океана, которая выглядела бы
невыразительно на большой карте,

хотя некоторые из этих гор
так же высоки, как Эверест.

Итак, на картах, которые
мы создаём на борту,

мы получаем примерно
стометровое разрешение.

Этого достаточно, чтобы выбрать,
где разместить оборудование,

но особо ничего не рассмотреть.

Для этого нам нужны аппараты
с дистанционным управлением

на уровне пяти метров
над поверхностью моря.

Благодаря этому мы можем получить карты
с разрешением один метр

на глубине тысяч метров.

Это дистанционно управляемый аппарат

для проведения исследований.

Вы можете видеть несколько
крупных ламп на верхушке.

Здесь также имеются камеры высокого
разрешения, манипуляторы

и много разных коробочек
для хранения образцов.

Это наше первое погружение
во время того плавания

вглубь океана.

Мы опускаемся очень быстро,
чтобы наши устройства

не подверглись воздействию
от других кораблей.

Здесь видны пузырьки,
мне очень нравится это видео.

Мы опускаемся ниже,

и вот что здесь можно увидеть.

Это морские губки в метровом масштабе.

Это проплывает морской огурец —
маленький морской слизняк, в сущности.

Видео замедленно.

Большинство же показанных
здесь видео ускорены,

поскольку всё происходит крайне медленно.

Вот другой красивый морской огурец.

А появление этого животного
стало для нас большим сюрпризом.

Я никогда не встречала ничего подобного,
мы все были очень удивлены.

Дело было после 15 часов работы,
мы все были на грани,

как вдруг гигантский морской монстр
начал плавать вокруг нас.

Его называют огнетелкой или колониальным
оболочником, как вам угодно.

Это было не то, что мы искали.

Мы искали кораллы,
глубоководные кораллы.

Сейчас вы увидите
фотографию одного из них.

Он маленький,
около пяти сантиметров.

Он состоит из карбоната кальция,
поэтому видны его щупальца,

двигающиеся под действием течения.

Организм как этот живёт
примерно сто лет.

И по мере роста он вбирает
химические вещества из океана.

И эти вещества или, скорее, их количество

зависит от температуры, уровня водорода

и наличия питательных веществ.

Если нам удастся понять,
как эти вещества попали в скелет,

мы сможем вернуться,
собрать окаменелые образцы

и узнать океан таким,
каким он был в прошлом.

А здесь мы собираем этот коралл
вакуумной установкой,

вытаскиваем его

и затем помещаем в контейнер для образцов.

Хочу добавить, что мы делаем это
очень аккуратно.

Некоторые из этих организмов
живут гораздо дольше.

Это чёрный коралл Leiopathes,
фотография сделана одним из коллег,

Бренданом Роарком,
примерно 500 метров ниже Гавайев.

Четыре тысячи лет — это довольно много.

Если вы возьмёте кусок коралла
и отполируете его,

он примерно 100 микрометров в ширину.

Брендан провёл анализ этого коралла —

вы можете увидеть результаты —

и смог показать,
что это фактически годовые кольца,

поэтому даже на глубине 500 метров

кораллы могут фиксировать
сезонные изменения,

и это потрясающе.

Но 4 000 лет не хватит, чтобы вернуть нас
к последнему ледниковому максимуму.

Так что же нам делать?

Мы обратимся к окаменелым образцам.

Вот за что меня недолюбливают
мои коллеги-исследователи.

По мере погружения

нас окружают огромные акулы,

огнетелки, морские огурцы,

гигантские губки,

а я заставляю всех спускаться
к омертвевшим окаменелостям

и копаться вечность, ковыряя дно.

Мы собираем все эти кораллы,
поднимаем на борт, разбираем.

У каждого коралла свой возраст,

и если мы узнаем, сколько им лет,

а затем измерим химические сигналы,

это поможет нам понять,

каков был океан в прошлом.

На изображении слева

я взяла часть коралла,
аккуратно его отполировала

и сделала оптическое изображение.

На изображении справа

мы взяли ту же часть коралла,
поместили в ядерный реактор,

вызвали расщепление,

и при каждом возникновении распада

на коралле остаётся след,

определяющий распространение урана.

Зачем мы это делаем?

Уран — это недооценённый элемент,

но я его обожаю.

Распад помогает нам
вычислить скорости и сроки того,

что происходит в океане.

И если вы помните начало выступления, —

это именно то, что нам нужно
для изучения климата.

Мы используем лазер для анализа урана

и один из его дочерних продуктов, торий,
содержащийся в кораллах,

и благодаря этому мы узнаём
точный возраст окаменелостей.

Этой красивой анимацией
Южного океана

я хочу показать,
как мы используем эти кораллы

в целях получения
обратной связи от древнего океана.

Вы можете видеть плотность воды
поверхностных слоёв

в анимации Райана Абернати.

Здесь данные всего лишь за один год,

но можно заметить, как динамичны
воды Южного океана.

Интенсивное смешивание,
особенно в районе Пролива Дрейка —

область обведена рамкой —

это действительно одно из самых
сильных течений в мире,

протекающих с запада на восток.

Смешивание происходит очень бурно,

потому что оно проходит
через большие подводные горы,

что позволяет СО2 и теплу
уходить в атмосферу.

По большому счёту, океаны дышат
благодаря Южному океану.

Мы собрали кораллы вдоль всего
Антарктического пролива,

и моё уранное датирование
обнаружило удивительную вещь:

кораллы мигрировали с юга на север

во время перехода от ледникового
к межледниковому периоду.

Мы не знаем точную причину,

но думаем, что это связано
с источником пищи,

а также содержанием кислорода в воде.

Итак, подведём итог.

Я покажу вам открытия о климате,
которые мы сделали

с помощью кораллов,
найденных в Южном океане.

Мы исследовали подводные горы.
Мы собирали окаменелые кораллы.

Вот моя иллюстрация.

Говоря о ледниковом периоде,

благодаря анализу кораллов

мы обнаружили, что глуби́ны
Южного океана содержали много углерода,

а поверхностные воды
имели низкую плотность.

Это препятствовало выходу
углекислого газа из океана.

Затем мы обнаружили кораллы
переходного периода

и выяснили, что океан смешался отчасти
посредством того самого изменения климата.

Это способствовало
выходу углерода из глубин океана.

Если мы анализируем менее древние кораллы

или погружаемся в океан сегодня

и изучаем химический состав кораллов,

мы видим, что сегодня между атмосферой
и океаном происходит активный обмен CO2.

Именно так мы используем
окаменелые кораллы

и с их помощью изучаем окружающий мир.

Я бы хотела закончить
свою речь этим слайдом.

Это фото — часть видеозаписи,
которую я показывала вам в начале.

Это восхитительный коралловый сад.

Мы даже не ожидали встретить
нечто настолько красивое.

Здесь глубина — тысячи метров.

Здесь обитают новые виды.

Это просто красивое место.

В нём есть и окаменелости,

а сегодня я научила вас
ценить окаменелые кораллы

там, на глубине.

В следующий раз, если вам повезёт
пролетать над океаном

или плыть по нему на корабле,

просто задумайтесь — в нём огромные
морские горы,

которые никто и никогда
прежде не видел,

а также красивые кораллы.

Спасибо.

(Аплодисменты)