Океанська пам'ять в ізотопах: як Гренландія змінює «неодимовий код» Північної Атлантики

У водах Північної Атлантики дослідники протягом тривалого часу спостерігали нетипові геохімічні явища — присутність аномально «нерадіогенного» неодиму в донних та автогенних фазах. Традиційно такі показники вважалися прямим свідченням масштабних льодовикових подій або кардинальних зрушень у системі глибинної циркуляції океанічних мас. Проте свіже наукове дослідження пропонує інший погляд на цю проблему: справжній ключ до розгадки знаходиться не в глибинах океану, а на суходолі — у ландшафтах південно-західної Гренландії, які стрімко звільняються від крижаного покриву внаслідок дегляціації.

Команда вчених провела ретельний порівняльний аналіз ізотопного складу неодиму (Nd) у річковій воді та річкових наносах (bedload/sediment). Дослідження охопило водозбірні басейни з різним часовим проміжком після відступу льодовика, що дозволило простежити динаміку хімічних змін у часі. Результати продемонстрували, що ізотопна картина є надзвичайно динамічною та безпосередньо залежить від тривалості перебування гірських порід під впливом зовнішнього середовища після танення льоду.

Аналіз виявив чіткі закономірності, що змінюються в міру старіння оголеного ландшафту:

• У басейнах, які лише нещодавно звільнилися від льоду, розчинений у воді неодим виявився приблизно на ~8 одиниць εNd менш радіогенним, ніж навколишні наноси.
• На територіях з тривалішим періодом експозиції ситуація змінюється: розчинений Nd стає на ~10 одиниць εNd більш радіогенним, а частковий або зважений неодим демонструє показники на ~3 одиниці εNd вище. При цьому розрив між складом води та наносів скорочується майже до ~1 одиниці εNd.

В основі цього явища лежить не випадковість, а фундаментальні фізичні та хімічні процеси вивітрювання, що розгортаються у часі. На початкових етапах руйнування гірських порід переважно деградують мінерали з низьким співвідношенням Sm/Nd. Згодом змінюється роль тонких фракцій у нещодавно оголених осадах, що призводить до їхнього поступового вимивання. Саме така еволюція суходолу здатна суттєво трансформувати неодимові «підписи», які згодом потрапляють в океан і фіксуються в його відкладеннях, змінюючи наше уявлення про минуле.

Чому ці висновки мають критичне значення для сучасної науки? Неодимові ізотопи слугують своєрідним «компасом» для палеоокеанографів, дозволяючи реконструювати походження водних мас та відстежувати зміни в глобальній циркуляції протягом тисячоліть. Нові дані дають можливість точніше інтерпретувати минулі епізоди танення льодовикових щитів, включаючи великі події дегляціації, та допомагають правильно калібрувати неодимові сигнали в Північній Атлантиці, уникаючи помилкових висновків про рух океанічних течій.

Для забезпечення прозорості та можливості подальшої перевірки результатів, автори дослідження наголошують, що всі отримані дані щодо ізотопів неодиму та рідкоземельних елементів (REE) розміщені у відкритому доступі. Ознайомитися з масивами даних можна через платформу Arctic Data Center, що сприяє подальшому розвитку кліматичних досліджень та міжнародній науковій співпраці.

Коли льодовик відступає, він залишає по собі не лише потоки води та розсипи каміння, а й складний хімічний відбиток часу, який океан дбайливо вплітає у свою пам'ять. Це відкриття вкотре підтверджує, що суходіл та світовий океан — це єдина, нерозривна система, де зміни на одному полюсі неминуче відгукуються на іншому, формуючи спільну історію нашої планети.