Аз съм океанохимик.

Изследвам химията
на океаните в наши дни.

Изследвам химията
на океаните от миналото.

Начинът, по който наблюдавам миналото

е чрез вкаменелости
от дълбоководни корали.

Можете да видите един
от тези корали зад мен.

Намерен е близо до Антарктида,
хиляди метри под морската повърхност,

така че е много различен
от типовете корали,

които може би сте имали късмета да видите,
ако сте били на почивка в тропиците.

Така че се надявам тази лекция да ви даде

четириизмерен поглед върху океана.

Две измерения, като това красиво
двуизмерно изображение на температурата

на морската повърхност.

Заснето е от сателит, така че има
невероятна пространствена резолюция.

Общите особености са изключително
лесно разбираеми.

Областите около екватора са топли,
защото имат повече слънчева светлина.

Полюсите са студени,
защото светлината е по-малко.

Това позволява формирането на
ледени шапки на Антарктида

и в Северното полукълбо.

Ако се гмурнете дълбоко в морето,
или дори ако само натопите пръста си,

знаете, че надълбоко става по-студено,

най-вече защото дълбоките води,
които изпълват абисалната зона на океана

идват от студените полярни райони,
където водата е по-плътна.

Ако се върнем 20 000 години
назад във времето,

Земята е изглеждала много по-различно.

Току-що ви показах опростена версия 
на една от най-големите разлики,

които бихте видели,
ако се върнехте назад.

Ледените шапки са много по-големи.

Покривали са голяма част от континентите
и са се простирали над океана.

Морското равнище е било
120 метра по-ниско.

Равнището на въглероден диоксид
е било много по-ниско от днешното.

Така че Земята е била вероятно три
до пет градуса по-студена като цяло,

а в полярните райони е било
много, много по-студено.

Това, което се опитвам

да разбера, заедно с други мои колеги,

е как този студен климат
се е превърнал в топлите

климатични условия, на които
се наслаждаваме в наши дни.

От изследванията на 
ледени проби знаем,

че преминаването от студени
към топли условия не е било плавно,

както може да се предвиди от бавното 
нарастване на слънчевото греене.

Ледените проби ни казват това,
защото ако пробиете дупка в леда,

ще намерите годишни слоеве от лед,
можете да ги видите на айсберга.

Виждате тези синьо-бели слоеве.

В сърцевината на леда са включени газове,
така че можем да измерим СО2 --

така знаем, че е имало
по-малко СО2 в миналото --

а химичният състав на леда носи
информация и за температурата

в полярните райони.

Ако се придвижите напред във времето
отпреди 20 000 години до днес, ще видите,

че температурата е нараснала.

Не е нараствала постепенно.

На моменти се е покачвала бързо,

следвал е застой,

и отново бързо покачване.

Било е различно на двата полюса

и нивата на СО2 също
са се покачвали скокообразно.

Сигурни сме, че океанът е
допринесъл много за това.

Океаните съхраняват огромни
количества въглерод,

около 60 пъти повече
отколкото в атмосферата.

Освен това те провеждат
топлина през екватора,

пълни са с хранителни вещества
и контролират първичната продукция.

Така че ако искаме да открием
какво се случва дълбоко в морето,

трябва да слезем там долу,

да видим какво има там

и да започнем да изследваме.

Това са зрелищни кадри 
от подводна планина на около

един километър дълбочина
в международни води

в екваториалния Атлантически океан,
далеч от сушата.

Вие сте сред първите,
които виждат тази част от морското дъно,

заедно с научния ми екип.

Вероятно виждате нови видове.

Не знаем.

Трябва да вземем проби и
внимателно да ги класифицираме.

Виждате красиви дълбоководни корали.

Върху коралите растат 
змиевидни морски звезди.

Някакви неща, подобни на пипала,
се подават от коралите.

Корали, съставени от различни форми
на калциевия карбонат,

растат от базалта на тази
огромна подводна планина,

а тъмните неща са вкаменелости от корали,

ще ви разкажа малко повече за тях

докато пътуваме в миналото.

За да сторим това, трябва
да наемем научен кораб.

Това е "Джеймс Кук",
океаноложки изследователски кораб

на котва в Тенерифе.

Красив е, нали?

Чудесен е, ако не сте велик моряк.

Понякога изглежда по-скоро ето така.

Това сме ние, опитвайки се
да не изгубим ценни проби.

Всички щъкат наоколо,
а аз имам тежка морска болест,

така че не винаги е много весело,
но като цяло е.

Трябва да сме много добри
картографи за тази задача.

Не можете да видите подобно великолепно
изобилие от корали навсякъде,

То е глобално и е надълбоко,

но трябва наистина да намерим
правилните места.

Току-що видяхте карта на света,
а отгоре ѝ беше наложен нашият маршрут

от миналата година.

Беше седемседмично плаване,

а това са нашите собствени карти

на около 75 000 квадратни километра
от морското дъно за седем седмици,

но това е миниатюрна част
от морското дъно.

Пътуваме от запад на изток

над част от океана, която би изглеждала
безлична на карта с голям мащаб,

но всъщност някои от тези планини
са високи колкото Еверест.

С картите, които правим на борда,

постигаме резолюция от 100 метра,

което е достатъчно, за да изберем
къде да спуснем уредите си,

но не можем да видим кой знае какво.

За целта трябва да пуснем
дистанционно управляеми апарати

на около пет метра над морското дъно.

Ако го сторим, картите ни са
с резолюция от един метър

на дълбочина хиляди метри.

Това е дистанционно управляем апарат

за изследователски цели.

Виждате ред големи прожектори
от горната страна.

Има камери с висока резолюция,
ръце с манипулатори,

и множество кутийки и прочие,
в които да сложим пробите си.

Тук сме на първото си гмуркане
за това плаване,

потапяйки се в океана.

Движим се бързо, за да сме сигурни,
че апаратите ни

не са в опасност от други кораби.

Спускаме се

и можете да видите ето такива неща.

Това са дълбоководни гъби, 
с големина няколко метра.

Това е плуваща морска краставица --
малък морски охлюв, общо взето,

на забавен каданс.

Повечето кадри, които ви показвам,
са ускорени,

защото иначе би отнело много време.

Това също е красива морска краставица.

А животното, което сега ще видите,
беше голяма изненада.

Никога не съм виждала подобно нещо
и всички бяхме поизненадани.

Това беше след около 15 часа работа,
всички бяхме нетърпеливи, и изведнъж

това гигантско морско чудовище
се затъркаля отстрани.

Нарича се пирозома или 
колониален туникат, ако предпочитате.

Не беше каквото търсехме.

Търсехме корали, дълбоководни корали.

Ще видите снимка
на един от тях след секунда.

Малък е, около пет сантиметра висок.

Изграден е от калциев карбонат,
можете да видите пипалата му тук,

раздвижвани от океанските течения.

Организъм като този живее
може би около сто години.

Докато расте, поема химикали от океана.

А химикалите, или количествата химикали,

зависят от температурата,
зависят от рН-то,

от хранителните вещества.

И ако успеем да разберем
как тези химикали се вграждат в скелета,

можем да се върнем,
да съберем вкаменелости

и да реконструираме по какъв начин
океанът е изглеждал в миналото.

Тук можете да видите как събираме
този корал с вакуумна система

и го поставяме в контейнер за проби.

Можем да го сторим много внимателно.

Някои от тези организми
живеят още по-дълго.

Това е черен корал от рода Leiopаthes,
снимката е направена от

колегата ми Брендън Роърк,
на около 500 метра под Хаваите.

Четири хиляди години са много време.

Ако вземете клонче от някой
от тези корали и го полирате,

това е с диаметър 100 микрона.

Брендън взе напречни проби
от този корал --

можете да видите белезите --

и успя да покаже, че това
всъщност са годишни пръстени,

така че дори на дълбочина 500 метра,

коралите могат да записват
сезонни изменения,

което е впечатляващо.

Но 4000 години не са достатъчно,
за да стигнем последния ледников максимум.

Така че какво правим?

Изследваме екземпляри от вкаменелости.

Това ме прави наистина непопулярна
сред научния ми екип.

Спускаме се на дъното,

навсякъде има грамадни акули,

има пирозоми,
има плуващи морски краставици,

има гигантски водни гъби,

а всички трябва да се спускат
при мъртвите вкаменелости

и да прекарат цяла вечност,
копаейки по морското дъно.

Събираме всички тези корали,
качваме ги на борда, сортираме ги.

Всеки един от тях е на различна възраст

и ако можем да открием каква е тя

и после измерим тези химични сигнали,

това ни помага да открием

какво се е случвало с океана в миналото.

На снимката вляво

направих разрез през корала,
полирах го много внимателно

и направих снимка.

Отдясно,

виждате същото парче корал,
поставено в ядрен реактор

с индуциран ядрен разпад

и при всеки разпад

можете да видите белег в корала, така че

можем да видим разпределението на уран.

Защо правим това?

Уранът има много лоша слава,

но аз го обожавам.

Разпадът ни помага да установим
скоростта и периода на това,

което се случва в океана.

Ако си спомняте от началото,

това се опитваме да открием,
когато изследваме климата.

С лазер анализираме урана

и един от дъщерните му продукти,
тория, в тези корали,

за да открием точно от кога
датират тези вкаменелости.

С тази красива анимация на Южния океан

ще илюстрирам как използваме тези корали,

за да открием нещо за древните океани.

Можете да видите плътността
на повърхностната вода

в тази анимация от Райън Абърнети.

Това са данни от само една година,

но можете да видите колко е
динамичен Южният океан.

Интензивното смесване,
особено Протока на Дрейк,

обозначен от правоъгълника,

е едно от най-силните течения на света,

минаващо оттук, от запад на изток.

Смесва се много турбулентно,

защото преминава над тези
грамадни подводни планини,

и това позволява обмен на СО2
и топлина с атмосферата.

Като цяло океаните дишат
чрез Южния океан.

Събрали сме корали от цялото протежение
на този антарктически проток

и установихме нещо много изненадващо
с моето ураново датиране:

коралите са мигрирали от юг на север

по време на прехода от ледниковия
към междуледниковия период.

Не знаем защо точно,

но смятаме, че има общо с
източниците на храна

и може би с кислорода във водата.

И ето ни тук.

Ще ви покажа какво мислим,
че сме открили относно климата

от тези корали в Южния океан.

Катерихме се по морски планини.
Събрахме малки коралови вкаменелости.

Това е моята илюстрация.
Смятаме,

въз основа на анализа

на тези корали, че през ледниковия период

дълбоките части на Южния океан
са били много богати на въглерод,

а отгоре е имало слой с ниска плътност.

Той е спирал изпаряването
на въглеродния диоксид от океана.

Намерихме корали от междинен период,

които ни показаха, че океанът се е смесил
частично по време на климатичния преход.

Това е позволило на СО2
да излезе от дълбините.

Ако анализираме корали, датирани
по-близо до днешния ден,

или ако се спуснем там днес и измерим

химичния състав на коралите,
ще видим,

че сме в период, в който СО2 може
да се обменя между водата и въздуха.

Можем да използваме коралови вкаменелости,

за да изследваме околната среда.

Искам да завърша
с това последно изображение.

Снимка от първите кадри, които ви показах.

Това е невероятна коралова градина.

Изобщо не очаквахме да открием
такива красиви неща.

Това е на хиляди метри дълбочина.

Има нови видове.

Толкова е красиво.

Сред тях има вкаменелости,

научих ви да цените
кораловите вкаменелости,

които виждате там долу.

Следващият път, когато имате щастието
да летите над океана

или да плавате в океана,

помислете -- там долу има
грамадни морски планини,

които никой никога не е виждал,

и има красиви корали.

Благодаря ви.

(Ръкопляскане)