stringtranslate.com

ТЕКС86

Молекулярные структуры и обнаружение GDGT методом ВЭЖХ. Получено из Tierney and Tingley (2015). [1]

TEX 86 — это органический палеотермометр , основанный на мембранных липидах мезофильных морских Nitrososphaerota (ранее «Thaumarchaeota», «Marine Group 1 Crenarchaeota »). [2] [3]

Основы

Мембранные липиды Nitrososphaerota состоят из тетраэфиров глицерина диалкилглицерина (GDGT), которые содержат 0-3 циклопентановых фрагмента (обычно обозначаемых как GDGT- n , где n = количество циклопентановых фрагментов). Nitrososphaerota также синтезируют кренархеол (cren), который содержит четыре циклопентановых фрагмента и один циклогексановый фрагмент и региоизомер (cren'). Циклогексановые и циклопентановые кольца, образованные внутренней циклизацией одной из бифитановых цепей, [4] оказывают выраженное влияние на точки термического перехода клеточной мембраны Nitrososphaerota. Исследования мезокосма показывают, что степень циклизации, как правило, регулируется температурой роста. [5]

Калибровки

На основе относительного распределения изопреноидных GDGT, Schouten et al. (2002) [6] предложили индекс тетраэфира из 86 атомов углерода (TEX 86 ) в качестве прокси для температуры поверхности моря (SST). GDGT-0 исключен из калибровки, поскольку он может иметь несколько источников [7] , в то время как cren опущен, поскольку он не показывает никакой корреляции с SST и часто на порядок более распространен, чем его изомер и другие GDGT. Самая последняя калибровка TEX 86 использует два отдельных индекса и калибровки: [8] TEX 86 H использует ту же комбинацию GDGT, что и в исходном соотношении TEX 86 :

Соотношение GDGT-2 коррелируется с SST с помощью уравнения калибровки:

TEX 86 H = 68,4×log(коэффициент GDGT-2) + 38,6.

TEX 86 H имеет погрешность калибровки ±2,5 °C и основан на 255 образцах керна и верхних отложений.

TEX 86 L использует комбинацию GDGT, отличную от TEX 86 H , удаляя GDGT-3 из числителя и полностью исключая cren':

Соотношение GDGT-1 коррелируется с SST с помощью уравнения калибровки:

TEX 86 L = 67,5×log(коэффициент GDGT-1) + 46,9.

TEX 86 L имеет погрешность калибровки ±4 °C и основан на 396 образцах отложений верхней части керна.

Существуют и другие калибровки (включая 1/TEX 86 , [9] TEX 86 ' [10] и pTEX 86 [11] ), и их следует учитывать при реконструкции температуры.

Предостережения

Есть несколько оговорок по этому прокси, и этот список ни в коем случае не является исчерпывающим. Для получения дополнительной информации см. Schouten et al. 2013. [12]

Наземные входы

Индекс разветвленного и изопреноидного тетратетра (BIT) может использоваться для измерения относительного речного поступления наземного органического вещества (TOM) в морскую среду. [13] Индекс BIT основан на предпосылке, что кренархеол происходит от обитающих в море Nitrososphaerota, а разветвленные GDGT происходят от наземных почвенных бактерий. Когда значения BIT превышают 0,4, отклонение >2 °C включается в оценки SST на основе TEX 86. Однако изопреноидные GDGT могут синтезироваться на суше (наземными археями) и могут сделать значения BIT ненадежными; изо-GDGT становится более обильным при более высоком pH почвы. [12] : §7.1.2  Сильная ковариация между GDGT-4 и разветвленными GDGT в современных морских и пресноводных средах также предполагает общий или смешанный источник для изопреноидных и разветвленных GDGT (Fietz et al., 2012). [ необходима полная цитата ]

Анаэробное окисление метана (АОМ)

Метановый индекс (MI) был предложен для того, чтобы помочь различить относительное поступление метанотрофных эвриархеот в условиях, характеризующихся диффузным потоком метана и анаэробным окислением метана (AOM). [14] Эти участки характеризуются отчетливым распределением GDGT, а именно преобладанием GDGT-1. -2 и -3. Высокие значения MI (>0,5) отражают высокие показатели AOM, связанного с газогидратами.

Деградация

Считается, что термическая зрелость влияет на GDGT только тогда, когда температура превышает 240 °C. Это можно проверить, используя соотношение определенных изомеров гопана . Было показано, что окислительная деградация, которая является селективным процессом и разрушает соединения с разной скоростью, влияет на значения TEX 86 и может смещать значения SST до 6 °C.

Приложение

Самая старая запись TEX 86 относится к средней юре (~160 млн лет назад) и указывает на относительно теплые температуры поверхности моря. [15] TEX 86 использовался для реконструкции температуры на протяжении всей кайнозойской эры (65–0 млн лет назад) [16] [17] и полезен, когда другие индикаторы SST диагенетически изменены (например, планктонные фораминиферы [18] ) или отсутствуют (например, алкеноны [19] ).

эоцен

TEX 86 широко использовался для реконструкции SST эоцена (55-34 млн лет назад). В раннем эоцене значения TEX 86 указывают на теплые SST в высоких широтах южного полушария (20-25 °C) в соответствии с другими, независимо полученными прокси (например, алкеноны , CLAMP , Mg/Ca ). В среднем и позднем эоцене участки высоких южных широт охлаждались, в то время как тропики оставались стабильными и теплыми. Возможными причинами этого охлаждения являются долгосрочные изменения в углекислом газе и/или изменения в реорганизации шлюзов (например, шлюз Тасмана, пролив Дрейка ).

Ссылки

  1. ^ Тирни, Джессика Э.; Тингли, Мартин П. (2015-06-23). ​​"База данных поверхностных осадков TEX86 и расширенная байесовская калибровка". Scientific Data . 2 (1): 150029. doi :10.1038/sdata.2015.29. ISSN  2052-4463. PMC  4477698 .
  2. ^ Schouten, S.; Hopmans, EC; Schefuss, E.; Sinninghe Damste, JS (2002). «Изменчивость распределения липидов морских кренархеотальных мембран: новый инструмент для реконструкции температур древней морской воды?». Earth and Planetary Science Letters . 204 (1–2): 265–274. Bibcode : 2002E&PSL.204..265S. doi : 10.1016/S0012-821X(02)00979-2. S2CID  54198843.
  3. ^ Ким, Дж.-Х.; Схаутен, С.; Хопманс, ЕС; Доннер, Б.; Синнингхе Дамсте, Дж. С. (2008). «Глобальная калибровка керна отложений палеотермометра TEX86 в океане». Geochimica et Cosmochimica Acta . 72 (4): 1154–1173. Бибкод : 2008GeCoA..72.1154K. дои : 10.1016/j.gca.2007.12.010.
  4. ^ Schouten, S.; Hopmans, EC; Sinninghe Damsté, JS (2013). «Органическая геохимия липидов тетраэфира диалкилглицерина: обзор». Organic Geochemistry . 54 : 19–61. doi :10.1016/j.orggeochem.2012.09.006.
  5. ^ Wuchter, C.; Schouten, S.; Coolen, MJL; Sinninghe Damsté, JS (2004). "Температурно-зависимые изменения в распределении тетраэфирных мембранных липидов морских Crenarchaeota: выводы для палеотермометрии TEX86". Палеокеанография и палеоклиматология . 19 (4): PA4028. Bibcode : 2004PalOc..19.4028W. doi : 10.1029/2004PA001041 .
  6. ^ Схоутен, Стефан; Хопманс, Эллен К.; Шефусс, Энно; Синнинге Дамсте, Яап С. (2002-11-30). «Изменения распределения липидов морских кренархеотальных мембран: новый инструмент для реконструкции температур древней морской воды?». Earth and Planetary Science Letters . 204 (1): 265–274. doi :10.1016/S0012-821X(02)00979-2. ISSN  0012-821X.
  7. ^ Кога, И., Нишихара, М., Мории, Х. и Акагава-Мацусита, М., 1993, Эфирные полярные липиды метаногенных бактерий: структуры, сравнительные аспекты и биосинтезы: Microbiological Reviews, т. 57, № 1, стр. 164-182
  8. ^ Ким, Дж.-Х., ван дер Меер, Дж., Схоутен, С., Хельмке, П., Вильмотт, В., Сангиорджи, Ф., Коч, Н., Хопманс, Э.К. и Дамсте, Дж.СС., 2010, Новые индексы и калибровки, полученные на основе распределения изопреноидных тетраэфирных липидов кренархей: значение для прошлых реконструкций температуры поверхности моря: Geochimica et Cosmochimica Acta, т. 74, № 16, стр. 4639-4654.
  9. ^ Лю, З., Пагани, М., Зинникер, Д., ДеКонто, Р., Хубер, М., Бринкхейс, Х., Шах, С. Р., Леки, Р. М. и Пирсон, А., 2009, Глобальное похолодание во время эоцен-олигоценового климатического перехода: Наука, т. 323, № 5918, стр. 1187-1190
  10. ^ Sluijs, A., Schouten, S., Pagani, M., Woltering, M., Brinkhuis, H., Damsté, JSS, Dickens, GR, Huber, M., Reichart, G.-J., Stein, R., Matthiessen, J., Lourens, LJ, Pedentchouk, N., Backman, J., Moran, K., и Expedition, S., 2006, Температура субтропического Северного Ледовитого океана во время палеоценового/эоценового термического максимума: Nature, т. 441, № 7093, стр. 610-613.
  11. ^ Холлис, К. Дж., Тейлор, К. У. Р., Хэндли, Л., Панкост, Р. Д., Хубер, М., Крич, Дж. Б., Хайнс, Б. Р., Крауч, Э. М., Морганс, Х. Э. Г., Крэмптон, Дж. С., Гиббс, С., Пирсон, П. Н. и Захос, Дж. К., 2012, История температур раннего палеогена юго-западной части Тихого океана: согласование косвенных данных и моделей: Earth and Planetary Science Letters, т. 349–350, № 0, стр. 53–66.
  12. ^ ab Schouten, Stefan; Hopmans, Ellen C.; Sinninghe Damsté, Jaap S. (2013-01-01). "Органическая геохимия липидов тетраэфира диалкилглицерина: обзор". Organic Geochemistry . 54 : 19–61. doi :10.1016/j.orggeochem.2012.09.006. ISSN  0146-6380.
  13. ^ Хопманс, Эллен С.; Вейерс, Йохан В. Х.; Шефусс, Энно; Херфорт, Лидия; Синнинге Дамсте, Яап С.; Схоутен, Стефан (30 июля 2004 г.). «Новый прокси для наземного органического вещества в осадках на основе разветвленных и изопреноидных тетраэфирных липидов». Earth and Planetary Science Letters . 224 (1): 107–116. doi :10.1016/j.epsl.2004.05.012. ISSN  0012-821X.
  14. ^ Чжан, И Гэ; Чжан, Чуаньлунь Л.; Лю, Сяо-Лэй; Ли, Ли; Хинрихс, Кай-Увэ; Ноукс, Джон Э. (2011). «Метановый индекс: индикатор биомаркера липидов тетраэфирных архей для обнаружения нестабильности морских газовых гидратов». Earth and Planetary Science Letters . 307 (3–4): 525–534. Bibcode : 2011E&PSL.307..525Z. doi : 10.1016/j.epsl.2011.05.031.
  15. ^ Jenkyns, H., Schouten-Huibers, L., Schouten S. и Sinninghe-Damste, JS, 2012, Теплая среднеюрско-раннемеловая температура поверхности моря в высоких широтах Южного океана. Климат прошлого, т. 8, стр. 215-226
  16. ^ Слуйс, А., Схоутен, С., Дондерс, Т.Х., Шун, П.Л., Рол, У., Райхарт, Г.-Дж., Санджорджи, Ф., Ким, Дж.-Х., Синнингхе Дамсте, Дж.С., и Бринхейс, Х., 2009, Теплые и влажные условия в Арктическом регионе во время эоценового термического максимума 2: Nature Geosci, т. 2, вып. 11, с. 777-780.
  17. ^ Zachos, JC, Schouten, S., Bohaty, S., Quattlebaum, T., Sluijs, A., Brinkhuis, H., Gibbs, SJ, и Bralower, TJ, 2006, Экстремальное потепление прибрежного океана средних широт во время палеоцен-эоценового термического максимума: выводы из TEX86 и изотопных данных: Геология, т. 34, № 9, стр. 737-740.
  18. ^ Пирсон, П. Н., ван Донген, Б. Э., Николас, К. Дж., Панкост, Р. Д., Схаутен, С., Сингано, Дж. М. и Уэйд, Б. С., 2007, Стабильный теплый тропический климат в эпоху эоцена: геология, т. 35, № 3, стр. 211-214.
  19. ^ Бейл, П.К., Схаутен, С., Слуйс, А., Райхарт, Г.-Дж., Захос, Дж.К., и Бринкхейс, Х., 2009, Эволюция температуры в раннем палеогене юго-западной части Тихого океана: Природа, т. 461 , нет. 7265, с. 776-779.

Дальнейшее чтение

В Wikibook Historical Geology есть страница по теме: TEX86