Кости ископаемых пингвинов из Антарктиды оказались «химическим архивом» древнего климата. Китайские геологи из Пекинского университета геонаук просканировали их рентгеновским микроанализатором и обнаружили, что содержание титана в костях менялось вместе с температурой на планете. Работа опубликована в журнале Fossil Record.
Ученые изучили пятерых пингвинов: трех ископаемых с острова Сеймур у Антарктического полуострова и двух современных — антарктического пингвина и императорского — для сравнения. Ископаемые кости собрали во время китайско-чилийских экспедиций 2020 и 2024 годов, они относятся к трем разным периодам эоцена — от 55,3 до 37,7 млн лет назад. На острове Сеймур находят одно из самых богатых в мире скоплений ископаемых пингвинов, а морские осадочные породы острова непрерывно фиксируют, что происходило с климатом на протяжение миллионов лет.
Для анализа использовали метод, который позволяет определить, какие химические элементы и в каком количестве находятся на поверхности образца, не разрушая его. Кости клали под сканер и водили над ними головкой прибора с шагом в 50 микрометров. Общее время съемки составило больше 18 часов, а на выходе получились цветные карты распределения одиннадцати элементов: кальция, фосфора, железа, титана, кремния, серы и других.
Главным результатом стал титан. В самом древнем образце, которому 55,3–54,1 млн лет, его сигнал оказался примерно вдвое выше, чем в двух более молодых окаменелостях, и заметно выше, чем у современных пингвинов. Титан почти не растворяется в воде и не мигрирует, поэтому геологи используют его как надежный маркер того, сколько разрушенной породы принесло с суши в море. Если титана много — значит, породы на соседних участках суши активно разрушались.
Это совпадает с тем, что известно о климате: ранний эоцен был пиком тепла за последние 66 млн лет, в Антарктиде тогда было тепло и влажно. Дожди и высокие температуры ускоряли химическое выветривание горных пород, и продукты этого разрушения сносило в прибрежное море, где и лежали кости погибших пингвинов. Затем климат начал остывать, выветривание ослабло, а вместе с ним упало и содержание титана в костях более поздних пингвинов.
Кроме титана, в костях нашли следы того, что происходило уже после захоронения. Железо и марганец накопились неравномерными пятнами — это признак того, что подземные воды вокруг костей то насыщались кислородом, то теряли его. В одном образце зоны с повышенным содержанием серы перекрывались железными, что указывает на работу бактерий, превращавших сульфаты в сульфиды. Авторы называют свою работу первой, где изменения химического состава по всей осадочной толще прослежены именно по костям позвоночных, и считают, что окаменелости из высоких широт могут служить точными «архивами» того, как полярные регионы реагируют на экстремальное потепление.
