В скальной пещере ученые возвращаются на тысячи лет назад. Изучив состав камней, можно получить информацию о прошлых изменениях климата и окружающей среды. Но исследования требуют как смелости, так и осторожности.
Впереди пещера
Впереди сложная дорога, поэтому оборудование надо упаковать в ударопрочные и водонепроницаемые мешки. Мы надеваем наколенники, резиновые сапоги, непромокаемые штаны и рабочие комбинезоны поверх шерстяной одежды - внутри пещеры холодно, как в холодильнике, грязно, мокро и очень темно. Шляпа, шлем с фонарем на голове, обычные перчатки, и на них сверху еще толстые резиновые перчатки.
Мы входим через, так называемый, вход в Долине, куда туристы спускаются во время экскурсий. Сначала спускаемся вертикально и переносим сумки на ремнях через плечо. Дальше в пещере, где проходы становятся все уже и уже, иногда тянем, иногда толкаем мешки перед собой по грязному, шероховатому и мокрому полу, а сами ползем на четвереньках или на животе.
В некоторых коридорах много осадков, которые выглядят как кораллы. Сквозь почти невидимые тонкие трещины меловая вода стекает вниз, образуя сосулькоподобные сталактиты с потолка, сталагмиты с пола, целые драпировки кальцита и всевозможные другие образования, известные как геликтиты, флоустоны, римстоны, почки и пещерный попкорн.
Самые старые сталагмиты начали расти здесь в конце последнего ледникового периода, десять тысяч лет назад.
Основная пещера значительно старше той, которую мы исследуем. Она точно пережила миллион лет и видела несколько ледниковых периодов. Но при таянии последнего льда пещера целиком лежала под ледяным озером, и все предыдущие скальные образования были смыты талой водой.
Сталагмит
И тут Ханна показывает что-то, лежащее между двумя блоками: это кусок цветочного камня толщиной в несколько сантиметров, красиво полосатый в коричневых и белых тонах. Флоустоны представляет собой осадок кальцита, образующийся в результате протекания, а не капания воды.
Проанализировали, что это происходило с периода потепления между 125 000 и 121 000 лет назад, когда период был в самом разгаре. Такие старые формирования остаются только в глубоких карманах или, как здесь, прочно втиснуты между блоками.
Осадки кальцита изучаются с использованием уран-ториевого метода, основанного на разложении изотопов урана (U) на дочерние изотопы тория (Th). Торий нерастворим в воде, когда осаждается кальций, и поэтому следы тория, 230Th, из разлагающегося урана 234U, указывают, как часы, сколько времени прошло с момента выпадения осадков.
Уран-ториевые часы можно перевести в календарь. Этот метод хорошо подходит для сталагмитов, является одним из преимуществ использования их в качестве архивов естественного климата. Это позволяет лучше изучить климат на всей планете, ведь пещер со сталагмитами много.
Вы можете долго исследовать один и тот же сталагмит, снова и снова брать образцы. Есть один из пионеров в этой области, француз Доминик Женти, который тоже участвует в текущем проекте. Он исследовал пещеру, в которой играл в детстве. Ребенком взял с собой сталагмит. И вот, спустя полвека, снова берет образцы с того сталагмита.
При изучении хорошо видно, как температура изменяется в процессе строительства сталагмитов. Но это более сложный анализ.
Сталагмиты образуются из известковой воды, которая стекает по полу пещеры и откладывает слои на слои тонких слоев карбоната кальция. Здесь, в Коралловой пещере, рост очень медленный по сравнению с тропиками, всего несколько миллиметров в столетие. Когда климат меняется и становится теплее или холоднее, влажнее или суше, то разное количество воды, просачивается в пещеру. Это влияет на относительное число двух наиболее распространенных изотопов кислорода, 16О и 18О.
Кислородные изотопы говорят о том, откуда берутся осадки, как далеко они были транспортированы и насколько велики. Летние осадки тяжелее, а зимние осадки легче, потому что более тяжелый изотоп легче конденсируется.
Но дождевая вода лета успевает смешаться с зимой до того, как она достигнет пещеры. Ханна с ее регулярным отбором проб обнаружила, что вода, которая стекает и образует сталагмиты, соответствует примерно среднегодовому количеству осадков, выпадающих за пределами пещеры.