Výzkum, který provedl tým z univerzit v Bristolu, Leedsu, Cardiffu, Woods Hole Oceanographic Institution a Colgate University, byl publikován v Science.
Uran je víc než jen zdroj energie a materiál jaderné zbraně. V přírodě se vyskytuje ve všech horninách a jeho radioaktivní rozpad nám umožňuje použít jej k pohledu na různé procesy, které se odehrály v minulosti.
Důležité je, že uran přichází v různých typech, nazývaných izotopy, které mají různou hmotnost a různou rychlost, jakou se rozpadají – v přírodě mezi tyto typy patří uran-238, který se rozpadá na uran-234.
Když jsou kontinentální horniny erodovány, přinášejí do oceánu stopové množství uranu. Dceřiný izotop 234U je mobilnější než jeho mateřský 238U, takže zvětrávání vedlo k oceánu, který má 15procentní přebytek 234U ve srovnání s 238U.
Hlavní autor studie, Dr. Tianyu Chen, ze School of Earth Sciences na Bristolské univerzitě, řekl: „Jemné změny v poměru v mořské vodě mají potenciál říci nám o minulých změnách zvětrávání.
"To je důležité, protože je to vstup materiálu z pevniny do moře, který poskytuje živiny potřebné k podpoře života v oceánu."
"Měření těchto poměrů však není snadné, protože změny jsou malé a záznam nelze snadno uchovat. Ukázalo se, že spolehlivá rekonstrukce minulé mořské vody 234U/238U byla docela náročná."
Tým se podíval na rekonstrukce 234U/238U za posledních 50 000 let na základě výjimečně dobře zachovaných hlubokomořských korálů z rovníkové severoatlantické a tichomořské platformy Galapág.
Jejich výsledky odhalují podrobný záznam 234U/238U v oceánech, který poskytuje nový pohled na to, jak hlavní severní ledové příkrovy ustupovaly během poslední velké deglaciace na Zemi (asi před 18 000 až 11 000 lety).
Autoři předpokládali, že nárůst přebytku uranu-234 během tohoto časového období byl způsoben táním ze dna hlavních ledových příkrovů – právě v těchto oblastech velké ledové příkrovy rozprášily horniny pod nimi.
V nejchladnější části ledovce byla tato rozemletá hornina zamrzlá v ledu na tisíce let – ale jak se Země oteplovala, ledové příkrovy začaly postupně tát ode dna – uran se uvolňoval do moře dávno předtím 120metrový vzestup hladiny moře z hlavního období tání ledu.
Autoři spekulují, že toto „bazální“tání mohlo také uvolnit značné množství živin do oceánů.
Dr Chen dodal: „Předchozí zájem o přebytek uranu-234 v oceánu pramenil z jeho důležitosti při určování stáří fosilních korálů.
"Fosilní korály z útesových oblastí byly použity k určení načasování velkých změn hladiny moře v minulosti. Naše studie klade nová omezení na to, jak se tato stáří vypočítávají a ověřují.
"Překvapivým výsledkem bylo, že záznamy v Atlantiku a Pacifiku se liší - sbíhají se pouze v polovině odlednění.
"Načasování této konvergence je v souladu s dalšími důkazy, které naznačují velkou změnu oceánské cirkulace - do světa, který vypadal více jako dnešek než předchozí ledová doba.
"Zhruba před 17 000 lety jsme pozorovali jasný rozdíl 234U/238U mezi Atlantikem a Pacifikem, ale tyto rozdíly zmizely po náhlém obnovení atlantické převratné cirkulace."
Autoři se domnívají, že jejich studie zásadně změnila naše chápání chování izotopů U v oceánu, s významem pro paleoklimatické rekonstrukce toků živin do oceánů a datování mořských materiálů série U.
Do studie byli zapojeni dva vysokoškoláci z Bristolské univerzity prostřednictvím závěrečné diplomové práce. Matthew Beasley, magisterský student v oboru geologie, prozkoumal, jak se uran chová v systémech s vysokou zeměpisnou šířkou – včetně laboratorních studií toho, jak se ledovcové horniny chovají, když zvětrávají, a také zkoumání historie uranu na souši a v moři.
Louis Claxton, rovněž student Msci Geology, strávil třetí rok na Kalifornské univerzitě na studijním zahraničním výměnném programu v Bristolu. Když se vrátil, jeho poslední roční výzkumný projekt zkoumal historii tropického Pacifiku v dobách velkých klimatických změn. Překvapivým zjištěním jeho práce a kritickým dílem publikovaného článku bylo, že historie uranu v Tichém oceánu je jiná než v Atlantiku.
