Минералдар ежелгі климат туралы қалай ақпарат сақтайды

Жердің өткен дәуірлердегі климаттық жағдайларын білу ғылым үшін ғана емес, болашақтағы табиғи өзгерістерді болжау тұрғысынан да аса маңызды. Температураның ауытқуы, атмосфера құрамының өзгеруі, жауын-шашын мөлшерінің азаюы немесе артуы табиғатта із қалдырмай қоймайды. Бұл ізі сақталатын ең сенімді табиғи мұрағаттардың бірі – минералдар. Олар әртүрлі геологиялық жағдайда түзіліп, өз құрылымында сол кездегі қоршаған ортаның ерекшеліктерін сақтап қалады. Минералдарда сақталған деректерді зерттеу – палеоклиматология ғылымының басты бағытына айналды.

Минералдарда жасырылған ақпарат түрлері

Құрлықта, мұхит түбінде, мұздықтарда немесе жанартаулық жыныстарда пайда болған минералдар арқылы ежелгі климаттың түрлі белгілерін тануға болады. Олардың химиялық құрамы, кристалл құрылымы және құрамындағы элементтердің үлесі қоршаған ортаның қандай болғанын көрсетеді.

Ең маңызды ақпарат тасушыларға мыналар жатады:

• құрамында оттек пен көміртек изотоптары бар кристалдар;
• теңіздер мен көлдерде тұнба ретінде жиналатын карбонатты жыныстар;
• кристалдану уақыты мен жағдайын сақтайтын циркондар;
• ылғалдылық пен қышқылдыққа сезімтал сазды минералдар;
• ежелгі организмдердің іздері қалған шөгінділер.

Осы минералдардағы микроэлементтер мен изотоптардың таралуына қарап, ғалымдар мұздық дәуірлерді, климаттық циклдерді және жауын-шашын тәрізді құбылыстардың қарқындылығын анықтай алады.

Ғалымдар қолданатын әдістер

Минералдардан ежелгі климат туралы мәліметтерді алу үшін заманауи технологиялар мен дәлдікке негізделген әдістер қолданылады. Олардың ішінде ең сенімдісі – изотоптық және геохимиялық талдау.

1. Оттек изотоптарын зерттеу арқылы судың температурасын анықтауға болады. Жеңіл изотоптар мөлшері көп болса, ол кезде климат суық болған деген қорытынды жасалады. Әсіресе бұл әдіс мұхит тұнбалары мен ежелгі жануарлар қалдықтарын зерттегенде пайдалы.
2. Көміртек изотоптары жер бетіндегі өсімдіктердің таралуын және атмосферадағы көмірқышқыл газының деңгейін көрсетеді. Мұндай талдаулар әктастар мен басқа карбонатты жыныстарда жиі жүргізіледі. Түрлі аймақтардан алынған мәліметтерді салыстыру арқылы ғаламдық климаттық модель жасалады.
3. Минерал құрамындағы сұйықтық кірмелерін зерттеу нәтижесінде олардың қандай температура мен қысымда түзілгені анықталады. Бұл микроқуыстар кварц, кальцит немесе флюорит сынды минералдарда кездеседі. Олардың ішінде сақталған ежелгі су құрамын зерттеу климаттық жағдайды қалпына келтіруге мүмкіндік береді.
4. Рентгеноструктуралық талдау арқылы кристалл торындағы атомдардың орналасуын зерттеуге болады. Температура мен қысым өзгергенде минералдың ішкі құрылымы да өзгереді. Бұл әдіс әсіресе сазды минералдар үшін өте тиімді.
5. Геохимиялық карта жасау климат өзгерістерінің ауқымы мен тереңдігін түсінуге көмектеседі. Заманауи құралдар жыныстар құрамын үш өлшемді түрде көруге мүмкіндік береді. Бұл мәліметтер нақты әрі дәйекті қорытынды жасауға сеп болады.

Осы әдістердің үйлесімді қолданылуы арқылы тіпті органикалық қалдықтар сақталмаған дәуірлердегі климатты да дәл бейнелеуге болады.

Минералдардың сенімділігі неде

Минералдар – миллиондаған жылдар бойы өзгермей сақтала алатын ерекше құрылымдар. Егер олар жер астында немесе оқшау ортада жатса, сыртқы әсерден жақсы қорғалады. Сондықтан олар табиғи климаттық архив ретінде бағалы.

• олар қалыптасқан сәттегі жағдайды дәл сақтайды;
• изотоптық арақатынастарды ұзақ уақыт бойы өзгертпей ұстайды;
• сапалық емес, нақты сандық дерек алуға мүмкіндік береді;
• әртүрлі геологиялық қабаттарда кең таралған;
• жергілікті мәліметтерді жаһандық үрдіспен салыстыруға жол ашады.

Кішкене ғана минерал түйіршігінің өзінде Жер тарихының мыңдаған жылдық беттері сақталуы мүмкін.

Минералдар ғалымдардың қолында жер шарының алыс өткені туралы сыр шертетін сенімді құралға айналды. Олар адамзатқа дейінгі жауын мен қуаңшылықтың, жылыну мен суыту кезеңдерінің ізі ретінде мәңгіге қатып қалған. Бүгінде қолданылып жүрген зерттеу әдістері жердің ежелгі келбетін қалпына келтіруге нақты мүмкіндік беріп отыр. Осы себепті әр минерал – тек табиғи зат емес, Жер шежіресін сақтап тұрған құнды ақпарат тасушы.