The secrets I find on the mysterious ocean floor | Laura Robinson

Translator: Konstantin Tomanov Reviewer: Anton Hikov

Well, I'm an ocean chemist.

Аз съм океанохимик.

I look at the chemistry of the ocean today.

Изследвам химията на океаните в наши дни.

I look at the chemistry of the ocean in the past.

Изследвам химията на океаните от миналото.

The way I look back in the past

Начинът, по който наблюдавам миналото

is by using the fossilized remains of deepwater corals.

е чрез вкаменелости от дълбоководни корали.

You can see an image of one of these corals behind me.

Можете да видите един от тези корали зад мен.

It was collected from close to Antarctica, thousands of meters below the sea,

Намерен е близо до Антарктида, хиляди метри под морската повърхност,

so, very different than the kinds of corals

така че е много различен от типовете корали,

you may have been lucky enough to see if you've had a tropical holiday.

които може би сте имали късмета да видите, ако сте били на почивка в тропиците.

So I'm hoping that this talk will give you

Така че се надявам тази лекция да ви даде

a four-dimensional view of the ocean.

четириизмерен поглед върху океана.

Two dimensions, such as this beautiful two-dimensional image

Две измерения, като това красиво двуизмерно изображение на температурата

of the sea surface temperature.

на морската повърхност.

This was taken using satellite, so it's got tremendous spatial resolution.

Заснето е от сателит, така че има невероятна пространствена резолюция.

The overall features are extremely easy to understand.

Общите особености са изключително лесно разбираеми.

The equatorial regions are warm because there's more sunlight.

Областите около екватора са топли, защото имат повече слънчева светлина.

The polar regions are cold because there's less sunlight.

Полюсите са студени, защото светлината е по-малко.

And that allows big icecaps to build up on Antarctica

Това позволява формирането на ледени шапки на Антарктида

and up in the Northern Hemisphere.

и в Северното полукълбо.

If you plunge deep into the sea, or even put your toes in the sea,

Ако се гмурнете дълбоко в морето, или дори ако само натопите пръста си,

you know it gets colder as you go down,

знаете, че надълбоко става по-студено,

and that's mostly because the deep waters that fill the abyss of the ocean

най-вече защото дълбоките води, които изпълват абисалната зона на океана

come from the cold polar regions where the waters are dense.

идват от студените полярни райони, където водата е по-плътна.

If we travel back in time 20,000 years ago,

Ако се върнем 20 000 години назад във времето,

the earth looked very much different.

Земята е изглеждала много по-различно.

And I've just given you a cartoon version of one of the major differences

Току-що ви показах опростена версия на една от най-големите разлики,

you would have seen if you went back that long.

които бихте видели, ако се върнехте назад.

The icecaps were much bigger.

Ледените шапки са много по-големи.

They covered lots of the continent, and they extended out over the ocean.

Покривали са голяма част от континентите и са се простирали над океана.

Sea level was 120 meters lower.

Морското равнище е било 120 метра по-ниско.

Carbon dioxide [levels] were very much lower than they are today.

Равнището на въглероден диоксид е било много по-ниско от днешното.

So the earth was probably about three to five degrees colder overall,

Така че Земята е била вероятно три до пет градуса по-студена като цяло,

and much, much colder in the polar regions.

а в полярните райони е било много, много по-студено.

What I'm trying to understand,

Това, което се опитвам

and what other colleagues of mine are trying to understand,

да разбера, заедно с други мои колеги,

is how we moved from that cold climate condition

е как този студен климат се е превърнал в топлите

to the warm climate condition that we enjoy today.

климатични условия, на които се наслаждаваме в наши дни.

We know from ice core research

От изследванията на ледени проби знаем,

that the transition from these cold conditions to warm conditions

че преминаването от студени към топли условия не е било плавно,

wasn't smooth, as you might predict from the slow increase in solar radiation.

както може да се предвиди от бавното нарастване на слънчевото греене.

And we know this from ice cores, because if you drill down into ice,

Ледените проби ни казват това, защото ако пробиете дупка в леда,

you find annual bands of ice, and you can see this in the iceberg.

ще намерите годишни слоеве от лед, можете да ги видите на айсберга.

You can see those blue-white layers.

Виждате тези синьо-бели слоеве.

Gases are trapped in the ice cores, so we can measure CO2 --

В сърцевината на леда са включени газове, така че можем да измерим СО2 --

that's why we know CO2 was lower in the past --

така знаем, че е имало по-малко СО2 в миналото --

and the chemistry of the ice also tells us about temperature

а химичният състав на леда носи информация и за температурата

in the polar regions.

в полярните райони.

And if you move in time from 20,000 years ago to the modern day,

Ако се придвижите напред във времето отпреди 20 000 години до днес, ще видите,

you see that temperature increased.

че температурата е нараснала.

It didn't increase smoothly.

Не е нараствала постепенно.

Sometimes it increased very rapidly,

На моменти се е покачвала бързо,

then there was a plateau,

следвал е застой,

then it increased rapidly.

и отново бързо покачване.

It was different in the two polar regions,

Било е различно на двата полюса

and CO2 also increased in jumps.

и нивата на СО2 също са се покачвали скокообразно.

So we're pretty sure the ocean has a lot to do with this.

Сигурни сме, че океанът е допринесъл много за това.

The ocean stores huge amounts of carbon,

Океаните съхраняват огромни количества въглерод,

about 60 times more than is in the atmosphere.

около 60 пъти повече отколкото в атмосферата.

It also acts to transport heat across the equator,

Освен това те провеждат топлина през екватора,

and the ocean is full of nutrients and it controls primary productivity.

пълни са с хранителни вещества и контролират първичната продукция.

So if we want to find out what's going on down in the deep sea,

Така че ако искаме да открием какво се случва дълбоко в морето,

we really need to get down there,

трябва да слезем там долу,

see what's there

да видим какво има там

and start to explore.

и да започнем да изследваме.

This is some spectacular footage coming from a seamount

Това са зрелищни кадри от подводна планина на около

about a kilometer deep in international waters

един километър дълбочина в международни води

in the equatorial Atlantic, far from land.

в екваториалния Атлантически океан, далеч от сушата.

You're amongst the first people to see this bit of the seafloor,

Вие сте сред първите, които виждат тази част от морското дъно,

along with my research team.

заедно с научния ми екип.

You're probably seeing new species.

Вероятно виждате нови видове.

We don't know.

Не знаем.

You'd have to collect the samples and do some very intense taxonomy.

Трябва да вземем проби и внимателно да ги класифицираме.

You can see beautiful bubblegum corals.

Виждате красиви дълбоководни корали.

There are brittle stars growing on these corals.

Върху коралите растат змиевидни морски звезди.

Those are things that look like tentacles coming out of corals.

Някакви неща, подобни на пипала, се подават от коралите.

There are corals made of different forms of calcium carbonate

Корали, съставени от различни форми на калциевия карбонат,

growing off the basalt of this massive undersea mountain,

растат от базалта на тази огромна подводна планина,

and the dark sort of stuff, those are fossilized corals,

а тъмните неща са вкаменелости от корали,

and we're going to talk a little more about those

ще ви разкажа малко повече за тях

as we travel back in time.

докато пътуваме в миналото.

To do that, we need to charter a research boat.

За да сторим това, трябва да наемем научен кораб.

This is the James Cook, an ocean-class research vessel

Това е "Джеймс Кук", океаноложки изследователски кораб

moored up in Tenerife.

на котва в Тенерифе.

Looks beautiful, right?

Красив е, нали?

Great, if you're not a great mariner.

Чудесен е, ако не сте велик моряк.

Sometimes it looks a little more like this.

Понякога изглежда по-скоро ето така.

This is us trying to make sure that we don't lose precious samples.

Това сме ние, опитвайки се да не изгубим ценни проби.

Everyone's scurrying around, and I get terribly seasick,

Всички щъкат наоколо, а аз имам тежка морска болест,

so it's not always a lot of fun, but overall it is.

така че не винаги е много весело, но като цяло е.

So we've got to become a really good mapper to do this.

Трябва да сме много добри картографи за тази задача.

You don't see that kind of spectacular coral abundance everywhere.

Не можете да видите подобно великолепно изобилие от корали навсякъде,

It is global and it is deep,

То е глобално и е надълбоко,

but we need to really find the right places.

но трябва наистина да намерим правилните места.

We just saw a global map, and overlaid was our cruise passage

Току-що видяхте карта на света, а отгоре ѝ беше наложен нашият маршрут

from last year.

от миналата година.

This was a seven-week cruise,

Беше седемседмично плаване,

and this is us, having made our own maps

а това са нашите собствени карти

of about 75,000 square kilometers of the seafloor in seven weeks,

на около 75 000 квадратни километра от морското дъно за седем седмици,

but that's only a tiny fraction of the seafloor.

но това е миниатюрна част от морското дъно.

We're traveling from west to east,

Пътуваме от запад на изток

over part of the ocean that would look featureless on a big-scale map,

над част от океана, която би изглеждала безлична на карта с голям мащаб,

but actually some of these mountains are as big as Everest.

но всъщност някои от тези планини са високи колкото Еверест.

So with the maps that we make on board,

С картите, които правим на борда,

we get about 100-meter resolution,

постигаме резолюция от 100 метра,

enough to pick out areas to deploy our equipment,

което е достатъчно, за да изберем къде да спуснем уредите си,

but not enough to see very much.

но не можем да видим кой знае какво.

To do that, we need to fly remotely-operated vehicles

За целта трябва да пуснем дистанционно управляеми апарати

about five meters off the seafloor.

на около пет метра над морското дъно.

And if we do that, we can get maps that are one-meter resolution

Ако го сторим, картите ни са с резолюция от един метър

down thousands of meters.

на дълбочина хиляди метри.

Here is a remotely-operated vehicle,

Това е дистанционно управляем апарат

a research-grade vehicle.

за изследователски цели.

You can see an array of big lights on the top.

Виждате ред големи прожектори от горната страна.

There are high-definition cameras, manipulator arms,

Има камери с висока резолюция, ръце с манипулатори,

and lots of little boxes and things to put your samples.

и множество кутийки и прочие, в които да сложим пробите си.

Here we are on our first dive of this particular cruise,

Тук сме на първото си гмуркане за това плаване,

plunging down into the ocean.

потапяйки се в океана.

We go pretty fast to make sure the remotely operated vehicles

Движим се бързо, за да сме сигурни, че апаратите ни

are not affected by any other ships.

не са в опасност от други кораби.

And we go down,

Спускаме се

and these are the kinds of things you see.

и можете да видите ето такива неща.

These are deep sea sponges, meter scale.

Това са дълбоководни гъби, с големина няколко метра.

This is a swimming holothurian -- it's a small sea slug, basically.

Това е плуваща морска краставица -- малък морски охлюв, общо взето,

This is slowed down.

на забавен каданс.

Most of the footage I'm showing you is speeded up,

Повечето кадри, които ви показвам, са ускорени,

because all of this takes a lot of time.

защото иначе би отнело много време.

This is a beautiful holothurian as well.

Това също е красива морска краставица.

And this animal you're going to see coming up was a big surprise.

А животното, което сега ще видите, беше голяма изненада.

I've never seen anything like this and it took us all a bit surprised.

Никога не съм виждала подобно нещо и всички бяхме поизненадани.

This was after about 15 hours of work and we were all a bit trigger-happy,

Това беше след около 15 часа работа, всички бяхме нетърпеливи, и изведнъж

and suddenly this giant sea monster started rolling past.

това гигантско морско чудовище се затъркаля отстрани.

It's called a pyrosome or colonial tunicate, if you like.

Нарича се пирозома или колониален туникат, ако предпочитате.

This wasn't what we were looking for.

Не беше каквото търсехме.

We were looking for corals, deep sea corals.

Търсехме корали, дълбоководни корали.

You're going to see a picture of one in a moment.

Ще видите снимка на един от тях след секунда.

It's small, about five centimeters high.

Малък е, около пет сантиметра висок.

It's made of calcium carbonate, so you can see its tentacles there,

Изграден е от калциев карбонат, можете да видите пипалата му тук,

moving in the ocean currents.

раздвижвани от океанските течения.

An organism like this probably lives for about a hundred years.

Организъм като този живее може би около сто години.

And as it grows, it takes in chemicals from the ocean.

Докато расте, поема химикали от океана.

And the chemicals, or the amount of chemicals,

А химикалите, или количествата химикали,

depends on the temperature; it depends on the pH,

зависят от температурата, зависят от рН-то,

it depends on the nutrients.

от хранителните вещества.

And if we can understand how these chemicals get into the skeleton,

И ако успеем да разберем как тези химикали се вграждат в скелета,

we can then go back, collect fossil specimens,

можем да се върнем, да съберем вкаменелости

and reconstruct what the ocean used to look like in the past.

и да реконструираме по какъв начин океанът е изглеждал в миналото.

And here you can see us collecting that coral with a vacuum system,

Тук можете да видите как събираме този корал с вакуумна система

and we put it into a sampling container.

и го поставяме в контейнер за проби.

We can do this very carefully, I should add.

Можем да го сторим много внимателно.

Some of these organisms live even longer.

Някои от тези организми живеят още по-дълго.

This is a black coral called Leiopathes, an image taken by my colleague,

Това е черен корал от рода Leiopаthes, снимката е направена от

Brendan Roark, about 500 meters below Hawaii.

колегата ми Брендън Роърк, на около 500 метра под Хаваите.

Four thousand years is a long time.

Четири хиляди години са много време.

If you take a branch from one of these corals and polish it up,

Ако вземете клонче от някой от тези корали и го полирате,

this is about 100 microns across.

това е с диаметър 100 микрона.

And Brendan took some analyses across this coral --

Брендън взе напречни проби от този корал --

you can see the marks --

можете да видите белезите --

and he's been able to show that these are actual annual bands,

и успя да покаже, че това всъщност са годишни пръстени,

so even at 500 meters deep in the ocean,

така че дори на дълбочина 500 метра,

corals can record seasonal changes,

коралите могат да записват сезонни изменения,

which is pretty spectacular.

което е впечатляващо.

But 4,000 years is not enough to get us back to our last glacial maximum.

Но 4000 години не са достатъчно, за да стигнем последния ледников максимум.

So what do we do?

Така че какво правим?

We go in for these fossil specimens.

Изследваме екземпляри от вкаменелости.

This is what makes me really unpopular with my research team.

Това ме прави наистина непопулярна сред научния ми екип.

So going along,

Спускаме се на дъното,

there's giant sharks everywhere,

навсякъде има грамадни акули,

there are pyrosomes, there are swimming holothurians,

има пирозоми, има плуващи морски краставици,

there's giant sponges,

има гигантски водни гъби,

but I make everyone go down to these dead fossil areas

а всички трябва да се спускат при мъртвите вкаменелости

and spend ages kind of shoveling around on the seafloor.

и да прекарат цяла вечност, копаейки по морското дъно.

And we pick up all these corals, bring them back, we sort them out.

Събираме всички тези корали, качваме ги на борда, сортираме ги.

But each one of these is a different age,

Всеки един от тях е на различна възраст

and if we can find out how old they are

и ако можем да открием каква е тя

and then we can measure those chemical signals,

и после измерим тези химични сигнали,

this helps us to find out

това ни помага да открием

what's been going on in the ocean in the past.

какво се е случвало с океана в миналото.

So on the left-hand image here,

На снимката вляво

I've taken a slice through a coral, polished it very carefully

направих разрез през корала, полирах го много внимателно

and taken an optical image.

и направих снимка.

On the right-hand side,

Отдясно,

we've taken that same piece of coral, put it in a nuclear reactor,

виждате същото парче корал, поставено в ядрен реактор

induced fission,

с индуциран ядрен разпад

and every time there's some decay,

и при всеки разпад

you can see that marked out in the coral,

можете да видите белег в корала, така че

so we can see the uranium distribution.

можем да видим разпределението на уран.

Why are we doing this?

Защо правим това?

Uranium is a very poorly regarded element,

Уранът има много лоша слава,

but I love it.

но аз го обожавам.

The decay helps us find out about the rates and dates

Разпадът ни помага да установим скоростта и периода на това,

of what's going on in the ocean.

което се случва в океана.

And if you remember from the beginning,

Ако си спомняте от началото,

that's what we want to get at when we're thinking about climate.

това се опитваме да открием, когато изследваме климата.

So we use a laser to analyze uranium

С лазер анализираме урана

and one of its daughter products, thorium, in these corals,

и един от дъщерните му продукти, тория, в тези корали,

and that tells us exactly how old the fossils are.

за да открием точно от кога датират тези вкаменелости.

This beautiful animation of the Southern Ocean

С тази красива анимация на Южния океан

I'm just going to use illustrate how we're using these corals

ще илюстрирам как използваме тези корали,

to get at some of the ancient ocean feedbacks.

за да открием нещо за древните океани.

You can see the density of the surface water

Можете да видите плътността на повърхностната вода

in this animation by Ryan Abernathey.

в тази анимация от Райън Абърнети.

It's just one year of data,

Това са данни от само една година,

but you can see how dynamic the Southern Ocean is.

но можете да видите колко е динамичен Южният океан.

The intense mixing, particularly the Drake Passage,

Интензивното смесване, особено Протока на Дрейк,

which is shown by the box,

обозначен от правоъгълника,

is really one of the strongest currents in the world

е едно от най-силните течения на света,

coming through here, flowing from west to east.

минаващо оттук, от запад на изток.

It's very turbulently mixed,

Смесва се много турбулентно,

because it's moving over those great big undersea mountains,

защото преминава над тези грамадни подводни планини,

and this allows CO2 and heat to exchange with the atmosphere in and out.

и това позволява обмен на СО2 и топлина с атмосферата.

And essentially, the oceans are breathing through the Southern Ocean.

Като цяло океаните дишат чрез Южния океан.

We've collected corals from back and forth across this Antarctic passage,

Събрали сме корали от цялото протежение на този антарктически проток

and we've found quite a surprising thing from my uranium dating:

и установихме нещо много изненадващо с моето ураново датиране:

the corals migrated from south to north

коралите са мигрирали от юг на север

during this transition from the glacial to the interglacial.

по време на прехода от ледниковия към междуледниковия период.

We don't really know why,

Не знаем защо точно,

but we think it's something to do with the food source

но смятаме, че има общо с източниците на храна

and maybe the oxygen in the water.

и може би с кислорода във водата.

So here we are.

И ето ни тук.

I'm going to illustrate what I think we've found about climate

Ще ви покажа какво мислим, че сме открили относно климата

from those corals in the Southern Ocean.

от тези корали в Южния океан.

We went up and down sea mountains. We collected little fossil corals.

Катерихме се по морски планини. Събрахме малки коралови вкаменелости.

This is my illustration of that.

Това е моята илюстрация. Смятаме,

We think back in the glacial,

въз основа на анализа

from the analysis we've made in the corals,

на тези корали, че през ледниковия период

that the deep part of the Southern Ocean was very rich in carbon,

дълбоките части на Южния океан са били много богати на въглерод,

and there was a low-density layer sitting on top.

а отгоре е имало слой с ниска плътност.

That stops carbon dioxide coming out of the ocean.

Той е спирал изпаряването на въглеродния диоксид от океана.

We then found corals that are of an intermediate age,

Намерихме корали от междинен период,

and they show us that the ocean mixed partway through that climate transition.

които ни показаха, че океанът се е смесил частично по време на климатичния преход.

That allows carbon to come out of the deep ocean.

Това е позволило на СО2 да излезе от дълбините.

And then if we analyze corals closer to the modern day,

Ако анализираме корали, датирани по-близо до днешния ден,

or indeed if we go down there today anyway

или ако се спуснем там днес и измерим

and measure the chemistry of the corals,

химичния състав на коралите, ще видим,

we see that we move to a position where carbon can exchange in and out.

че сме в период, в който СО2 може да се обменя между водата и въздуха.

So this is the way we can use fossil corals

Можем да използваме коралови вкаменелости,

to help us learn about the environment.

за да изследваме околната среда.

So I want to leave you with this last slide.

Искам да завърша с това последно изображение.

It's just a still taken out of that first piece of footage that I showed you.

Снимка от първите кадри, които ви показах.

This is a spectacular coral garden.

Това е невероятна коралова градина.

We didn't even expect to find things this beautiful.

Изобщо не очаквахме да открием такива красиви неща.

It's thousands of meters deep.

Това е на хиляди метри дълбочина.

There are new species.

Има нови видове.

It's just a beautiful place.

Толкова е красиво.

There are fossils in amongst,

Сред тях има вкаменелости,

and now I've trained you to appreciate the fossil corals

научих ви да цените кораловите вкаменелости,

that are down there.

които виждате там долу.

So next time you're lucky enough to fly over the ocean

Следващият път, когато имате щастието да летите над океана

or sail over the ocean,

или да плавате в океана,

just think -- there are massive sea mountains down there

помислете -- там долу има грамадни морски планини,

that nobody's ever seen before,

които никой никога не е виждал,

and there are beautiful corals.

и има красиви корали.

Thank you.

Благодаря ви.

(Applause)

(Ръкопляскане)