Содержание озона в атмосфере древней Земли можно определить с помощью ископаемых спор растений. Чтобы защититься от солнечной радиации, растительные клетки накапливают специальные вещества, по количеству которых можно оценить, как много излучения проникало сквозь озоновый слой первобытной Земли. О разработанной технологии ученые доложили в журнале Nature Geoscience.
Существующие на данный момент методики позволяют проследить концентрацию озона в атмосфере только на несколько десятков лет назад. Данные, полученные с помощью спутников, дают возможность узнать, каково было содержание озона в конце 1970-х годов. Спектрометрические измерения, выполненные в наземных лабораториях, "простираются" до 1920-х годов. Ученые из Великобритании и Швеции утверждают, что, используя их методику, можно получить информацию о состоянии атмосферы тысячи лет назад.
Озоновый слой поглощает ультрафиолетовое излучение от Солнца. В частности, озон задерживает часть жесткого ультрафиолета, или UV-B (ультрафиолетовое излучение с длиной волны 280–315 нанометров), который опасен для живых организмов. Растения защищаются от UV-B, синтезируя особые соединения, которые поглощают высокоэнергетичные кванты, "не пуская" их к тканям. Одной из самых важных задач для растения является защита спор: в их стенках наблюдается повышенная концентрация защитных веществ.
Чтобы проверить, коррелирует ли содержание таких защитных веществ с количеством попадающего на растения солнечного излучения, исследователи анализировали их содержание в спорах плаунов - растений, сохранившихся с каменноугольного периода. Для изучения были выбраны плауны, произрастающие в высоких и низких широтах (где уровень солнечной радиации изменялся с течением времени), а также на экваторе, где количество излучения было практически постоянным.
Анализ выявил четкую зависимость между содержанием защитных веществ в стенках спор и изменениями количества солнечной радиации. В частности, график динамики излучения в Гренландии в период с 1907 по 1933 годы, составленный учеными с использованием спор, хорошо совпал с графиком, построенном на основании других измерений.
Авторы методики утверждают, что с ее помощью можно "проследить" содержание озона в атмосфере вплоть до нескольких десятков миллионов лет назад. Споры растений очень устойчивы к внешним воздействиям, поэтому, если они не находились в экстремальных условиях в течение длительного периода времени, в них можно установить содержание защитных веществ. В ближайшее время ученые собираются проверить свою технологию на спорах, сохранившихся с разных этапов четвертичного периода - геологической эпохи, начавшейся 1,6 - 1,8 миллиона лет назад и длящейся по сегодняшний день.