Коллектив российских ученых, используя экспериментальную базу Национального исследовательского центра «Курчатовский институт», разработали новый метод реконструкции климатических условий тысячелетнего прошлого с очень высокой точностью. Такой метод поможет специалистам делать обоснованные прогнозы, сообщила РИА Новости пресс-служба Курчатовского института.

Одним из глобальных вызовов современности является проблема изменения климата. Ученые разных стран мира ищут причины и закономерности, лежащие в его основе, и возможности для составления обоснованных средне- и краткосрочных прогнозов. Для этого необходимо знать, каким был климат Земли в прошлом, хотя бы на протяжении последних тысячелетий.

Морские и озерные донные осадки являются своеобразным природным архивом, содержащим подобную информацию. Изменения температуры и количества атмосферных выпадений влияют на структуру и химический состав этих отложений. Исследуя керн (образец) осадков, можно выяснить, как их состав менялся с течением времени. Особенно специалистов интересуют донные отложения с годовыми слоями. Изучая их, можно реконструировать климатические условия прошлого с высоким временным разрешением.

На Курчатовском специализированном источнике синхротронного излучения КИСИ-Курчатов группа исследователей с участием ученых из Института геологии и минералогии имени Соболева Сибирского отделения Российской академии наук и Института ядерной физики СО РАН исследовала образцы донных отложений высокогорного озера Кучерлинское на Алтае. В осадках этого озера содержатся ежегодно ламинированные слои толщиной от полумиллиметра до 3 миллиметров, состоящие из чередующихся слоев тонкозернистого песка и глины. Слоистость в осадке обусловлена неравномерным поступлением обломочного материала в разные времена года (песчанистые — летом, глинистые — зимой). В своей работе ученые также использовали данные инструментальных наблюдений региональных метеостанций за 1940-е — 2018 годы в районе озера Кучерлинское.

Анализ проводился с помощью инновационного метода — микрорентгенофлуоресцентного анализа на специализированном источнике синхротронного излучения КИСИ-Курчатов.

«При облучении исследуемого образца рентгеновским пучком можно наблюдать эффект возбуждения флуоресцентного излучения в его атомах. Это означает, что сначала атом поглощает часть падающего на образец рентгеновского излучения, а затем «выбрасывает» назад порцию излучения, но уже с другой, характерной только для этого элемента таблицы Менделеева, энергией. Таким образом, флуоресценция при детальном изучении ее энергетического спектра становится своеобразным химическим паспортом образца», — пояснил РИА Новости руководитель Курчатовского комплекса синхротронно-нейтронных исследований Никита Марченков.

Он отметил, что для детального анализа распределения химических элементов по толщине керна требовалось сканировать образец очень узким высокоинтенсивным пучком рентгеновского излучения, который можно получить только на синхротронном источнике. «Это было необходимо для восстановления погодно-климатических условий (температуры и количества атмосферных осадков) с высокими временным разрешением и степенью достоверности. Благодаря уникальным возможностям инфраструктуры НИЦ «Курчатовский институт» удалось выполнить детальные исследования фрагментов керна за несколько последних десятков лет», — отметил Марченков.

Полученные данные позволили оценить скорость накопления осадков и построить модель годового цикла осадкообразования. Кроме того, специалисты смогли выявить зависимость состава донных осадков от погодно-климатических факторов. В перспективе предложенный метод возможно использовать для максимально точной и качественной реконструкции климатических условий прошлого. Например, можно будет определить изменения погодно-климатических условий Горного Алтая в последнее тысячелетие с годовым временным разрешением.