Я химик-океанолог.
Я изучаю химические процессы в океане,
которые происходят там сейчас и происходили в нём в прошлом.
Для того, чтобы заглянуть в прошлое,
я исследую окаменелости глубоководных кораллов.
За моей спиной вы видите изображение такого коралла.
Его нашли вблизи Антарктиды на глубине нескольких тысяч метров.
Этот коралл очень отличается от тех,
которые вы, возможно, видели в тропических морях во время отпуска.
Сегодня я надеюсь представить вам
четырехмерную картину океана.
Два измерения — как это прекрасное двухмерное изображение
температуры поверхности воды.
Сделанное со спутника, оно имеет высокое пространственное разрешение.
Общая картина совершенно ясна.
В экваториальных регионах тепло, потому что там много солнечного света.
Полярные регионы холоднее, потому что там меньше солнца.
Это способствует формированию ледникового покрова Антарктиды
и Северного полюса.
Погрузившись на глубину или просто зайдя в воду, вы понимаете:
чем глубже, тем холоднее.
Это связано с тем, что вода на большой глубине
приходит из полярных районов, где её плотность очень велика.
Если мы вернёмся на 20 000 лет назад, мы увидим,
что в то время Земля выглядела иначе.
На этом рисунке показано, что бы мы увидели, если бы вернулись в прошлое.
Главное отличие состояло
в размере ледникового покрова.
Лёд покрывал большýю часть суши и распространялся на океан.
Уровень моря был ниже на 120 метров,
углекислого газа в атмосфере было намного меньше.
В целом температура на Земле была от 3 до 5 градусов ниже,
а в приполярных регионах было гораздо холоднее.
Основной вопрос, интересующий
меня и моих коллег, —
это как такие холодные, суровые условия
сменились сегодняшним тёплым климатом?
Анализ ледяных кернов показал,
что процесс потепления проходил не так уж гладко,
как можно было бы предположить, учитывая медленное усиление солнечной радиации.
Это подтверждают исследования ледяных кернов: при бурении льда
обнаруживаются годовые слои, которые видны на этом айсберге.
Вот эти бело-голубые слои.
Ледяные керны содержат примеси газов, поэтому мы можем измерить уровень СО2.
Так мы узнали, что раньше его уровень был ниже.
Исследуя лёд, можно сделать выводы о температуре воздуха
в полярных регионах.
Сегодня, через 20 000 лет, мы видим,
что температура повысилась,
но повышалась она неравномерно.
Иногда она резко подскакивала,
затем стабилизировалась,
потом снова возрастала,
причём по-разному в двух полярных регионах.
Уровень углекислого газа также рос скачкáми.
Мы уверены, что не последнюю роль в этом сыграл океан.
В его водах много углерода —
в 60 раз больше, чем в воздухе.
К тому же океан распространяет тепло от экватора к полюсам,
он полон питательных веществ и отвечает за первичную продуктивность экосистемы.
Поэтому если мы хотим узнать, что происходит в глубинах океана,
мы должны туда спуститься,
сами всё увидеть
и начать исследовать.
Это потрясающие снимки подводной горы,
которая находится на глубине 1 км
в экваториальной части Атлантики, в открытом море.
Члены моей научной группы и вы — первые,
кто видит эту часть морского дна.
Возможно, перед вами новые виды.
Мы не знаем.
Чтобы это узнать, нужно собрать образцы и тщательно их классифицировать.
Вы видите глубоководные кораллы,
на которых растут змеехвостки.
Змеехвостки похожи на щупальца, растущие из кораллов.
Эти кораллы состоят из различных форм карбоната кальция
и формируются на базальте подводной горы.
Тёмное — это окаменелые кораллы.
К ним мы еще вернёмся во время нашего путешествия
о далёкое прошлое.
Для этого нам нужно нанять исследовательский корабль.
Это «Джеймс Кук», океанографическое исследовательское судно,
швартующееся на Тенерифе.
Красивое, правда?
И подходит для не очень опытных моряков.
Иногда корабль выглядит, скорее, вот так.
Это мы пытаемся спасти ценные образцы.
Все суетятся, меня ужасно укачивает.
Как видите, не всегда всё здóрово, хотя в общем довольно весело.
Чтобы всё получилось, нужно быть хорошим картографом,
ведь такое изобилие кораллов найдёшь далеко не везде.
Кораллы разбросаны по всему миру на большой глубине,
но важно найти подходящие места для исследований.
Мы только что видели карту мира, на которой был отмечен
наш прошлогодний маршрут.
Плавание продлилось 7 недель,
в течение которых мы составили свои карты
75 000 квадратных километров морского дна.
Это очень небольшой его фрагмент.
Мы направляемся с запада на восток,
под нами часть океана, которая выглядела бы невыразительно на большой карте,
хотя некоторые из этих гор не ниже Эвереста.
На борту корабля мы составляем карты
со 100-метровым разрешением.
Этого достаточно, чтобы выбрать, где разместить оборудование,
но мало что можно разглядеть.
Для этого нам нужен подводный аппарат, который опускается
на глубину 5 метров над уровнем дна.
Это позволит нам составить карты дна с разрешением в 1 метр
на глубине тысячи метров.
Вот подводный телеуправляемый аппарат
для проведения исследований.
В верхней части находятся осветительные приборы.
Есть камеры с высоким разрешением, манипуляторы
и множество контейнеров для образцов.
Это наше первое погружение во время того плавания.
Мы погружаемся быстро,
поскольку должны быть уверены, что нашим устройствам
не помешают другие корабли.
Мы спускаемся вниз,
и вот что мы видим.
Вот метровые морские губки,
а вот морской огурец — по сути это небольшой морской слизень.
Это замедленная съёмка.
Бóльшую часть видео я воспроизвожу ускоренно,
так как всё происходит очень медленно.
Ещё один прекрасный морской огурец.
А вот это существо очень нас удивило.
Я никогда не видела ничего подобного, оно поразило буквально всех.
За плечами было 15 часов напряжённой работы, все были на грани.
И вдруг мы увидели это огромное морское чудовище.
Это огнетелка или пиросом — как вам больше нравится.
Это было не то, что мы искали.
Мы искали кораллы, глубоководные кораллы.
Сейчас я покажу вам один коралл.
Он небольшой, высотой около 5 см.
Он состоит из карбоната кальция, вы видите его щупальца,
которые шевелятся под действием течений.
Такой организм живёт около 100 лет,
и по мере того, как он растёт, он поглощает вещества из океана.
Количество этих веществ
зависит от температуры и кислотности воды,
от питательной среды.
И если мы поймём, как эти вещества проникают в скелет коралла,
то, собрав окаменелые кораллы и исследовав их,
мы узнаем, каким океан был в прошлом.
Здесь вы видите, как мы берём этот коралл вакуумным устройством
и помещаем в контейнер для образцов.
Надо сказать, это делается очень аккуратно.
Некоторые из таких организмов живут ещё дольше.
Это чёрный коралл, а снимок сделал мой коллега Брендан Рорк
на Гавайях на глубине 500 метров.
Четыре тысячи лет — долгий срок.
Если взять ветку такого коралла и отшлифовать её,
её диаметр будет около 100 микрон.
Брендан провёл анализ разных фрагментов коралла —
вы видите эти отметки, —
и ему удалось доказать, что это не что иное как годовые кольца.
Так что даже на глубине 500 метров
кораллы фиксируют сезонные изменения.
Это удивительно.
Но 4 000 лет не хватит, чтобы вернуть нас к последнему ледниковому максимуму.
И что же мы делаем?
Мы изучаем образцы окаменелых кораллов.
Вот за что меня недолюбливают остальные исследователи
из моей команды:
повсюду огромные акулы,
оболочники, морские огурцы,
гигантские морские губки,
а я заставляю всех спускаться к этим окаменелостям
и кучу времени копаться на дне.
Мы собираем все эти кораллы, переносим на борт, сортируем.
Но все они разного возраста,
и если удастся выяснить, сколько им лет,
то мы сможем измерить эти химические сигналы
и понять, что происходило
с океаном в прошлом.
На картинке с левой стороны —
сделанное мной оптическое изображение тщательно отполированного
среза коралла.
С правой стороны —
мы поместили тот же фрагмент коралла в ядерный реактор,
вызывающий деление,
и каждый новый распад
отражается на структуре коралла,
так что мы видим распределение урана.
Зачем мы это делаем?
У урана плохая репутация,
но я его обожаю.
Распад помогает нам узнать скорости и сроки
протекания процессов в океане.
Как вы помните из начала нашей беседы,
именно это нам и нужно для изучения климата.
С помощью лазера мы исследуем уран
и его дочерний продукт торий, входящие в состав кораллов.
Это позволяет нам установить точный возраст кораллов.
Это анимационное изображение Южного океана
нужно мне для того, чтобы показать, как мы используем эти кораллы,
чтобы получить сведения о древнем океане.
Вы видите плотность поверхностных вод
на анимации, сделанной Райаном Абернати.
Здесь данные всего за один год,
но вы видите, как изменчив Южный океан.
Интенсивное смешивание, особенно в Проливе Дрейка,
обведённого рамкой,
является одним из самых мощных течений в мире,
которое проходит с запада на восток.
Воды смешиваются бурно,
так как течение проходит над теми огромными подводными горами,
благодаря чему осуществляется обмен теплом и СО2 с атмосферой.
Южный океан — лёгкие мирового океана.
Мы собрали кораллы вдоль всего пролива,
я провела их урановое датирование и пришла к интересному выводу:
кораллы мигрировали с юга на север
во время перехода от ледникового к межледниковому периоду.
Мы не знаем, почему,
но предполагаем, что это связано с источником питания
и, возможно, с содержанием кислорода в воде.
Проиллюстрирую то,
что нам удалось узнать о климате
благодаря кораллам Южного океана.
Мы исследовали подводные горы. Мы собирали окаменелые кораллы.
Вот изображение этого процесса.
Анализ кораллов показал,
что в ледниковый период
вода на глубине Южного океана содержала много углерода,
а поверхностные воды имели низкую плотность.
Это не позволяло углекислому газу покидать океан.
Потом мы нашли кораллы, относящиеся к переходному периоду.
Их анализ показывает, что океан частично смешался при смене климата.
Это позволяет СО2 покидать глубины океана.
При исследовании состава более молодых кораллов
или современных кораллов,
мы видим, что сегодня между атмосферой
и океаном происходит активный обмен CO2.
Так с помощью кораллов
мы можем больше узнать об окружающей среде.
Последний слайд, который я хочу вам показать.
Это кадр из того видео, которое вы уже видели.
Это прекрасный коралловый сад.
Мы даже не надеялись увидеть такую красоту.
Всё это находится на огромной глубине.
Там есть новые виды.
Это прекрасное место.
Там же можно найти
окаменевшие кораллы, которые и вы теперь можете
по достоинству оценить.
Так что в следующий раз, когда будете лететь над океаном
или плыть по нему на корабле,
только представьте — под вами огромные подводные горы,
которые никто никогда не видел,
а на них растут прекрасные кораллы.
Спасибо.
(Аплодисменты)