Обнаружена связь между климатом и загадочными магнитными окаменелостями

Ученые впервые обнаружили в осадочных отложениях эоценового возраста относительно крупные скопления частиц магнитного железа, предположительно связанные с древними бактериями. Раньше удавалось найти только единичные магнитные наночастицы органического происхождения. Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Некоторые бактерии создают в своем организме мельчайшие магнитные частицы, которые, собираясь в цепочку внутри клетки, действуют как внутренний наноразмерный компас. Такие магнитотактические бактерии ориентируют себя вдоль силовых линий магнитного поля Земли и это помогает им эффективно находить путь к областям с оптимальными уровнями питательных веществ и кислорода.

Магнитоокаменелости — это микроскопические скопления в осадочных породах таких наночастиц бактериального железа. Поскольку магнитотактические бактерии активно развиваются в периоды быстрого роста температур, магнитоокаменелости служат индикаторами глобального потепления климата Земли в прошлом.

Обычно для обнаружения ископаемых магнитных частиц геологи вынуждены измельчать крупные пробы древних морских пород, а затем изучать полученный порошок с помощью электронной микроскопии. Такой метод очень трудоемкий и дорогой и не всегда дает результаты. К тому же, при таком подходе происходит разрушение самих образцов и заключенных в них окаменелостей.

Исследователи из США и Австрии впервые обнаружили в отложениях среднего эоцена возрастом 56-34 миллиона лет остатки "гигантских" биологических магнитов в виде игл или цилиндров, размеры которых примерно в 20 раз больше, чем типичные магнитные ископаемые.

Авторы разработали новый способ обнаружения "гигантских" магнитоокаменелостей в породе без разрушения образцов, сохраняя последние для других видов анализов. Метод, который они назвали FORC (first order reversal curve — кривая обращения первого порядка), заключается в нахождении с помощью магнитных измерений высокого разрешения магнитных сигнатур древних ископаемых.

"Метод FORC исследует реакцию магнитных частиц на внешние магнитные поля, позволяя различать различные типы частиц оксида железа, фактически не наблюдая их", — приводятся в пресс-релизе Университета Юты слова одного из авторов исследования Рамона Эгли (Ramon Egli) из Центрального института метеорологии и геодинамики.

На сегодняшний день ни один из известных живых организмов не образует такие крупные скопления магнитных частиц, и авторы признаются, что они пока не знают, какие организмы формировали их в прошлом. Но ученые надеются, что разработанный ими метод выявления магнитоокаменелостей позволит в будущем найти ответ на этот вопрос.

"Способность быстро находить скопления магнитных частиц в геологической летописи поможет определить происхождение этих необычных магнитных ископаемых, а также выяснить среду обитания организмов, которые их сформировали", — пишут авторы статьи.

"Организмы, которые произвели эти гигантские магнитоокаменелости, совершенно загадочны, но этот факт предоставляет захватывающие возможности для исследований в будущем", — добавляет еще один автор исследования Иоан Ласку (Ioan Lascu) из Национального музея естественной истории.

Найденные учеными ископаемые скопления магнитных микроорганизмов по времени относятся к палеоцен-эоценовому термическому максимуму — резкому потеплению, произошедшему примерно 55 миллионов лет назад. Это, одно из самых резких изменений климата в геологической истории, продолжалось всего несколько тысяч лет. Возможно, именно в этот период на Земле появились гигантские магнитные бактерии, предполагают исследователи.