Как измерить температуру динозавра?
Все мы знаем, что динозавры были теплокровными животными с развитой дыхалкой и четырехкамерным сердцем. Про перья и говорить не стоит. Также, гистология костей и их сильная васкуляризация, показывают на их высокие темпы роста. Но это все косвенные признаки! А можно ли буквально вставить тираннозавру градусник в задницу? Оказывается можно!
В этом нам помогут изотопы кислорода, а именно изотоп О-18. Сама метода зовется просто - δ18O. Дело в том, что различные раковины и кости состоят из карбоната кальция. Кислород в карбонате берется из водной среды. Но разные изотопы имеют слегка отличающиеся физические свойства. Термодинамика, знаете ли. И получается, что карбонаты, которые формировались при низких температурах будут иметь в своем составе больше тяжелого кислорода, тем карбонаты, которые формировались при высоких. Просто тяжелый изотоп более "ленивый" и для массового вступления его в химические реакции нужна несколько большая энергия активации, которую при низких температурах не достичь. Ну правда если разогреть выше 200+ градусов Цельсия, то вступать в реакции будет также, как и обычный кислород-16. Но много ли вы знаете животных, у которых такая температура тела???
Измерение концентрации кислорода-18 и сравнение их между образцами с разными датировками или из разных широт может сказать нам об изменении температур во времени, а также о широтном градиенте температур в каждый исследуемый момент времени. Однако же, как не калибруй, абсолютных значений этот палеотермометр не даст. Да и динозавры не в море живут, и кислород берут из воздуха. Проблема?
Все же ученые смогли применить методу к динозаврам. Для этого взяли несколько определенно холоднокровных животных с разных широт из мелового периода и сравнили содержание кислорода-18 в их костях с концентрацией кислорода-18 в костях динозавров из аналогичных широт. Логично получилось, что холоднокровные черепахи и крокодилы зависят от температуры среды, и чем выше широта, тем им холоднее и тем выше у них содержание тяжелого кислорода в карбонатах.
Особенно сильно сдвиг наблюдался с 50-ой широты, где уже наступает сезонный климат с похолоданиями. А вот у динозавров из тропиков и динозавров из приполярья разницы в содержании кислорода-18 не было, выходит, что полярные дино даже в снегу были такими же теплыми, как динозавры в джунглях. Однако же, это все равно не точное значение температуры! НАСКОЛЬКО ТЕПЛЫМИ БЫЛИ? В ГРАДУСАХ-ТО??? И тут помогут так называемые слипшиеся изотопы.
Метод называется Δ47 (дельта-47) и предполагает изучение не отдельных изотопов, а изотопологов, то есть молекул, которые содержат в своем составе два и более тяжелых изотопа одновременно, в нашем случае это углерод-13 и кислород-18. Данный метод при точной калибровке не зависит от солености воды, изотопного состава по кислороду, среды обитания и формируется в виде обычного термодинамического уравнения, в котором при понижении температуры среды или тела в костях будет повышаться концентрация тяжелых изотопологов с углеродом-13 и кислородом-18. Общий принцип такой же как и в случае метода δ18O, тяжелые изотопы более "ленивы" и термодинамически инертны. Ну и да, палеонтологи применили этот метод к карбонатной скорлупе яиц динозавров, которая формируется, когда яйцо находится еще внутри самки. Получилось, что диапазон температур даже полярных дино в активной фазе всегда находился выше 32 градусов, а для мелких динозавров уходил иногда и за 40 градусов, как у современных динозавров – птиц. Да и к костям применяли, если честно, данные кстати совпали, что довольно логично.
Такие дела ребятки, подписывайтесь на телеграм и приходите на выступления!
ПИТЕР, 15-е февраля: https://mediomodo.ru/uporotyj-paleontolog/piter
Москва, 28-е февраля: https://mediomodo.ru/uporotyjpaleontolog-msk