Ruby Rougarou. Самые старые постройки на планете? Это не пирамиды, а термитники

В недрах хеувелтьес, словно в капсуле времени, заключены частицы органики и минералов, накопленные за тысячелетия. Ученые из Университета Стелленбоша, вооружившись радиоуглеродным анализом и методами стабильных изотопов, проникли в эту капсулу, чтобы расшифровать ее послание.

Глубокое погружение в прошлое

Исследователи выяснили, что возраст самых древних карбонатных отложений в хеувелтьес достигает 34 тысяч лет, а органического углерода — 19 тысяч лет. Это делает термитники Намакваленда самыми старыми из известных науке активных термитников в мире. Их возраст превосходит даже последний ледниковый максимум, открывая окно в условия, царившие на планете десятки тысяч лет назад.

Секрет долголетия термитников

Как удается термитам поддерживать жизнедеятельность своих колоний на протяжении столь долгого времени? Ответ кроется в их неутомимой деятельности. Термиты — настоящие мастера биотурбации, они постоянно перемешивают грунт, создавая сложную сеть тоннелей и камер. Такая активность обеспечивает постоянный приток свежей органики в глубинные слои почвы, поддерживая жизнедеятельность колонии и способствуя накоплению углерода.

Изображения курганов и гнезд. a) Курган H1. Большое гнездо в центре траншеи на расстоянии 25 м в поперечнике и меньшее гнездо в профиле 24 (врезка), долина реки Баффелс. b) Куча палочек на поверхности почвы H1, собранная M. viator за ночь и активно перемещаемая в туннель. c) Деталь карапакса и наполнения гнезда. Карапакс сильно вдавлен и имеет толщину около 5 см. Наполнение рыхлое. Крапинки около 1 см в диаметре. d) Стенка траншеи через центр кургана H4, показывающая вогнутый верхний переход светлоокрашенного гипсового горизонта (By) под кальцитовый горизонт (Bk). Гнезда обведены кружками. На вставке показано гнездо на расстоянии 19 м в поперечнике, глубина 1,1 м. e) Гнездо Нуттабуи (NB), обнаруженное в боковой стенке горной выработки в притоке реки Баффелс, туннели отмечены стрелками. Расположение образцов в маленьком квадрате. Сокращения: k известковый; q кремнезем; y гипс, m индуративный (Jahn et al., 2006)
Автор: M.L. Francis, L. Palcsu, M. Molnár, T. Kertész, C.E. Clarke, J.A. Miller, J. van Gend, Calcareous termite mounds in South Africa are ancient carbon reservoirs, Science of The Total Environment DOI: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.171760 CC-BY 4.0 Источник: www.sciencedirect.com

Следы древних дождей

Анализ стабильных изотопов кислорода в карбонатах хеувелтьес позволяет реконструировать условия влажности, царившие в прошлом. Ученые обнаружили, что содержание тяжелого изотопа кислорода 18O увеличивается в периоды глобального похолодания, такие как Генрихские события. Это свидетельствует о том, что в эти периоды в Намакваленде выпадало больше осадков, и вода проникала глубже в почву.

Некурганные, региональные прибрежные петрокальциевые горизонты. a) Профиль SN, под дюнным полем к северу от устья реки Свартлинджиес. Обзор горной выработки, показывающей протяженность петрокальциевого горизонта с закарстованностью и волнистым верхним горизонтом. Недавние покрытые растительностью известковые эоловые дюны перекрывают покрасневшие, погребенные эоловые пески (Bkb) и погребенный петрокальциевый горизонт (Bkmb). b) Профиль OB в дюнном поле в 40 км к северу от устья реки Баффелс. Петрокальциевый горизонт находится под крупнозернистой дефляционной поверхностью. На заднем плане известково-эоловая дюна. Положение образца показано маленьким квадратом. c) Зарождающийся карст, связанный с туннелями диаметром 1 см (белые стрелки) в профиле SK и проседанием (черные стрелки) в горизонте Bw. Положение образца показано в виде маленького квадрата. k: педогенный кальцит, m: индурированная, b: погребенная почва (Jahn et al., 2006)
Автор: M.L. Francis, L. Palcsu, M. Molnár, T. Kertész, C.E. Clarke, J.A. Miller, J. van Gend, Calcareous termite mounds in South Africa are ancient carbon reservoirs, Science of The Total Environment DOI: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.171760 CC-BY 4.0 Источник: www.sciencedirect.com

Сокровища из морских глубин

В хеувелтьес, подобно магниту, притягиваются не только частицы почвы, но и минералы, принесенные ветром с побережья Атлантического океана. Изучение изотопов серы в сульфатах почвы и грунтовых вод подтверждает, что они происходят из морских аэрозолей, образующихся в результате активного апвеллинга — подъема холодных, богатых питательными веществами вод из глубин океана.

Пространственное распределение “карбонатного возраста почвы” (ka = 1000 лет BP), наложенное на индекс насыщенности кальцитом (Clarke et al., 2022) для северной стены курганов H1 и H4. Красные цвета указывают на большую насыщенность кальцитом и наличие свободных карбонатов, синие — на недостаточную насыщенность и отсутствие свободных карбонатов. Ось Y: вертикальная глубина (см) от самой высокой точки кургана. Ось X: расстояние до поперечного среза (м) с запада. Стрелками вдоль поверхности показаны названия профилей (расстояние до разреза), из которых были взяты образцы. Возраст сгруппирован в соответствии с хронозоной (Chase et al., 2019): YD: младший дриас, HS1-4: Heinrich Stadials 1-4. Горизонты в H4 со слишком малым количеством карбоната для 14C отмечены знаком «-».
Автор: M.L. Francis, L. Palcsu, M. Molnár, T. Kertész, C.E. Clarke, J.A. Miller, J. van Gend, Calcareous termite mounds in South Africa are ancient carbon reservoirs, Science of The Total Environment DOI: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.171760 CC-BY 4.0 Источник: www.sciencedirect.com

Термитники — хранители углерода

Накопление карбонатов в хеувелтьес — это не просто геологический процесс, а важный элемент глобального углеродного цикла. В процессе растворения карбонатов образуется бикарбонат, который вымывается в грунтовые воды, удаляя углерод из атмосферы и запасая его на длительное время. Термитники Намакваленда, покрывающие более 20% поверхности региона, являются значительным резервуаром углерода.

Микрорентгеноструктурные изображения вертикального сечения известкового панциря гнезда (курган H1, центр, расстояние между сечениями 25 м), показывающие состав микроламинарных покрытий, заполняющих пустоту. Указаны внутренняя (со стороны пустоты) и внешняя пластинки. Грунтовая масса — почвенный матрикс, окружающий заполненную пустоту. Путь вверх — к вершине.
Автор: M.L. Francis, L. Palcsu, M. Molnár, T. Kertész, C.E. Clarke, J.A. Miller, J. van Gend, Calcareous termite mounds in South Africa are ancient carbon reservoirs, Science of The Total Environment DOI: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.171760 CC-BY 4.0 Источник: www.sciencedirect.com

Уроки из прошлого для будущего

Изучение хеувелтьес не только расширяет наши знания о прошлом планеты, но и позволяет лучше понимать процессы, происходящие в настоящее время. Термиты, эти неутомимые строители, играют важную роль в регулировании углеродного цикла и формировании почвенного покрова. Изучение их деятельности поможет разработать более эффективные стратегии по борьбе с изменением климата и сохранению биоразнообразия нашей планеты.

Хеувелтьес Намакваленда — это не просто термитники, а уникальные природные лаборатории, хранящие в себе неисчерпаемый источник информации для ученых и удивление для всех, кто интересуется тайнами природы.

Термитники — это просто кучи земли или сложные инженерные сооружения?

Хоть термитники и выглядят как простые холмики, это настоящие архитектурные шедевры. Внутри них скрывается сложная система туннелей, камер и вентиляционных шахт, обеспечивающих идеальный микроклимат для колонии. Термиты регулируют температуру, влажность и газообмен внутри термитника, создавая комфортные условия для миллионов своих сородичей.

Могут ли термитники служить индикаторами изменения климата?

Да, анализ изотопного состава карбонатов в термитниках позволяет реконструировать климатические изменения прошлого. Например, повышенное содержание тяжелого изотопа кислорода 18O свидетельствует о более влажных периодах, что совпадает с периодами глобального похолодания. Таким образом, термитники могут дать нам ценную информацию о том, как менялся климат в Намакваленде на протяжении десятков тысяч лет.

Термиты — вредители или полезные создания?

Термиты часто воспринимаются как вредители, уничтожающие деревянные конструкции. Однако, их роль в природе гораздо шире. Они являются важными участниками разложения органики, формирования почвы и регулирования углеродного цикла. Изучение термитов помогает нам лучше понимать сложные взаимосвязи в экосистемах и разрабатывать более устойчивые методы землепользования.

Источник