«Северный Ледовитый океан, должно быть, промывался примерно с той же скоростью, что и сегодня, независимо от того, насколько разные предметы были на поверхности», – сказал соавтор исследования Джерри Макманус, геохимик из обсерватории Земли Ламонт-Доэрти Колумбийского университета.
Исследователи реконструировали арктическую циркуляцию в глубоких временах, измерив радиоактивные микроэлементы, захороненные в отложениях на арктическом морском дне. Уран, разрушенный с континентов и доставленный реками в океан, распадается на сестринские элементы торий и протактиний. Торий и протактиний в конечном итоге прикрепляются к частицам, падающим через воду, и попадают в грязь на дно.
Сравнивая ожидаемые соотношения тория и протактиния в этих океанических отложениях с наблюдаемыми количествами, авторы показали, что протактиний уносится из Арктики прежде, чем он успевает осесть на дно океана. По количеству недостающего протактиния ученые могут сделать вывод, как быстро вышележащая вода должна была быть смыта в то время, когда накапливались отложения.
«Вода не могла быть застойной, потому что мы видим экспорт протактиния», – сказала ведущий автор исследования Шэрон Хоффманн, геохимик из Lamont-Doherty.
Верхняя часть современного Северного Ледовитого океана омывается течениями Северной Атлантики, в то время как глубокие бассейны Арктики омываются солеными течениями, образовавшимися во время образования морского льда на поверхности. «Исследование показывает, что оба механизма должны были действовать с пика оледенения до настоящего времени», – сказал Роберт Ньютон, океанограф из Ламонт-Доэрти, который не принимал участия в исследовании. "Должно быть, каждое лето происходило значительное таяние морского льда даже в разгар последнего ледникового периода, чтобы на шельфах ежегодно образовывался морской лед.
Это будет сюрпризом для многих исследователей Арктики, которые считают, что во время оледенения глубоководные образования закрываются."
Исследователи проанализировали керны отложений, собранные во время U.S.-Круиз секции Северного Ледовитого океана в Канаде в 1994 году, крупная арктическая исследовательская экспедиция, в которой участвовали несколько ученых Ламонта-Доэрти. В каждом месте ядра показали, что уровень протактиниума был ниже, чем ожидалось, по крайней мере, последние 35000 лет.
Отбирая керны с разных глубин, включая дно арктических глубоких бассейнов, исследователи показывают, что даже самые глубокие воды вымываются примерно с той же скоростью, что и в современной Арктике.
Единственный глубокий выход из Арктики – через пролив Фрама, разделяющий Гренландию и норвежские острова Шпицберген.
Глубокие воды современной Арктики впадают в Северную Атлантику через северные моря, составляя до 40 процентов воды, которая становится глубоководной водой Северной Атлантики, известной как «легкие океана», доставляющей кислород и соль в остальной мир. океаны.
Одно из направлений будущих исследований – выяснить, где оказался пропавший арктический протактиний прошлого. "Это где-то", – сказал Макманус. "Весь протактиний в океане погребен в океанических отложениях.
Если он не похоронен в одном месте, он похоронен в другом. Наши данные свидетельствуют о том, что он покидает Арктику, но мы думаем, что вряд ли он далеко продвинется, прежде чем будет удален."