Данные по кислородноизотопному анализу морских отложений имеют широкое распространение и высокую изученность, благодаря разработанному методу, основанному на кислородноизотопном анализе раковин фораминифер. Но фораминиферы не сохраняются в озерных отложениях, что обусловило необходимость поиска нового носителя информации (соотношения стабильных изотопов кислорода), и разработку нового метода по выделению носителя из осадка, получению из него кислорода.
В континентальных озерных осадках, как носитель изотопнокислородной разницы прошлых эпох, были выбраны диатомовые водоросли. Но диатомовые водоросли, в отличие от фораминифер имеют не углеродную, а кремниевую форму жизни, что обусловило невозможность использования того же что и для фораминифер метода [1, с110].
Трудность вызывает выделение диатомей из осадка с крайне низким посторонним материалом: органика, глинистые частицы, кальциты и д.р. Обработка кислотами крайне не желательна, т.к. может привести к изменению изотопнокислородного соотношения на 3-5%, что значительно может исказить реальную картину[2].
В основе нового метода лежит реакция силилирования [2], придающая гидрофобные свойства поверхности диатомей, после чего они всплывают в среде реакции, а весь терригенный материал оседает на дне делительной воронки. И нет необходимости использовать тяжелые жидкости на завершающем этапе обработки пробы.
Выявлены новые источники ошибки, вызванные не только на стадии обработки пробы, но и на стадии формирования самой раковины диатомей: любой достаточно сильный приток воды извне, в виде осадков, может значительно изменить соотношение легких и тяжелых изотопов кислорода, что внесет ошибку в оценку адекватности климатической ситуации времени формирования створок диатомовых водорослей, и соответственно исказить климатическую картину условий осадка накопления.
Разработка методик устранения ошибок и погрешностей, коэффициентов поправок, на данной стадии развития метода, имеет приоритетное значение, особенно сейчас, когда достигнута чистота выхода створок равная практически 100% [2], что обеспечивает высочайшую точность анализа.
Судить об адекватности полученных данных можно исходя из количества терригенного материала в конкретном одновозрастном слое керна. Если размер слоя увеличен за счет большого количества терригенного материала, и по всей своей высоте датируется одним возрастом – можно с известной долей уверенности заявить, что в момент образования этого слоя характерной чертой осадконакопления был обильный приток водных масс, которые и принесли в осадок этот терригенный материал. Следовательно, зная среднюю скорость осадконакопления для данного водоема, по возрастной шкале мы определяем мощность этого слоя, можно сделать вывод об объемах привнесенной воды, которая обеспечила рост мощности слоя за счет поверхностного смыва и переноса материала в водоем. Зная разницу в количестве привнесенной воды в рассматриваемый период и средний приток воды в единицу времени, например 10 лет, и при известном климате (выпадение осадков из какого бассейна наиболее значительны), делается вывод об утяжелении воды водоема, или наоборот – привнесении большего количества легких изотопов [1, с110]. Этим можно объяснить некоррелируемые расхождения в палеоклиматических кривых. Но можно пойти далее, и зная избыток воды, зная бассейн, из которого она испарялась, прежде чем попасть в рассматриваемый нами объект, зная соотношение изотопов кислорода в бассейне испарения, можно построить адекватную картину, отражающую действительные палеотемпературы, которые характеризуют условия осадконакопления рассматриваемого слоя, что позволит составить реальную, коррелируемую палеоклиматическую кривую. Можно возразить, что избыток терригенного материала был вызван обилием таящего снега и сносом этого материала в водоем талой водой, в этом случае следует отметить, что это не имеет принципиального значения, т.к. снег в равной мере с дождями является осадками. А постоянный весенний снос материала является цикличной закономерностью, и так же зависит от обилия осадков в сезон.
Другая ошибка, скорее даже погрешность, возникает вследствие обработки пробы, на стадии сжигания органики в образце смесью хлорной и азотных кислот. К сожалению, ни одна из методик не обходится без этой операции, так что обойти эту погрешность не так уж и просто как нам бы того хотелось. На данном этапе развития метода возможность избежать сжигания органики в смеси названных кислот, существует только в том случае, когда, в реакции силилирования (на завершающем этапе выделения створок) будет использоваться избыток реагента и существенно увеличено время реакции, что ввиду дороговизны этих реагентов является экономически не выгодно и малоцелесообразно. Как вариант, возможно опытным путем выявить степень изменения изотопного состава кислорода в одном из образцов, в зависимости от времени пребывания в кислотной среде и температуры и на основании этого рассчитать поправку в данных полученных методом масс-спектрометрии, что позволит получать более точные данные.
Литература
1. Материалы ХХIII Всероссийской молодежной конференции: Строение литосферы и геодинамика; Ошибки и погрешности в изотопно-кислородном анализе диатомей., Шамраев В.А., с 110-111, Иркутск 2009
2. Доклады Академии Наук, Изотопный состав кислорода створок диатомовых водорослей из осадков оз. Байкал: изменение среднегодовых температур в Центральной Азии за последние 40 тысяч лет., Г. В. Калмычков, академик М. И. Кузьмин, Б. Г. Покровский, С. С. Кострова, с. 675-678, 2007г.
