Чтение летописи дождей в раковине улитки: как древние моллюски рассказывают о климате прошлого

«Если бы кто-то захотел узнать, каким был режим осадков, например, в некоторых районах Южной Америки тысячи лет назад или в пустынях на юго-востоке США, он мог бы использовать раковины наземных улиток и получить картину этих дождей за несколько лет до момента гибели моллюска».

Где-то в национальном парке Коулстаун-Лейкс в Австралии полосатая улитка Биггенден провела свою жизнь, питаясь разлагающимися растениями. Она была более активна во влажные летние месяцы и впадала в спячку в сухие зимы. Время от времени остатки тропического циклона нарушали её повседневность, принося сильные дожди. Этот период длился с 2013 по 2018 год. Теперь, используя радиоуглеродное датирование и изотопы кислорода, чтобы установить, когда формировались разные участки раковины, исследователи смогли связать изменения в раковине с осадками, выпавшими во время экс-тропических циклонов при жизни этой улитки.

Свою работу они опубликовали в журнале The Holocene.

«Выводы этой статьи говорят о том, что данную методику можно применять и к другим наземным улиткам из других мест по всему миру, — сказала Джанн Вендетти, младший куратор отдела малакологии Музея естественной истории округа Лос-Анджелес, которая не участвовала в исследовании. — Если бы кто-то захотел узнать, каким был режим осадков, например, в некоторых районах Южной Америки тысячи лет назад или в пустынях на юго-востоке США, он мог бы использовать раковины наземных улиток и получить картину этих дождей за несколько лет до момента гибели моллюска».

Типичная улитка

Национальный парк Коулстаун-Лейкс расположен рядом с горой Ле-Бран, одним из самых молодых действующих вулканов Квинсленда. Примерно 600 000 лет назад извержение вулкана создало два озера, которые сезонно наполняются и периодически пересыхают. «По сути, это огромная ловушка для дождя», — сказал Николас Пэттон, четвертичный геолог из Университета штата Айдахо и ведущий автор исследования.

Изначально планируя проект по палеоклимату в национальном парке в 2018 году, Пэттон и другие исследователи поняли, что множество пустых раковин улиток, которые они находили, могут содержать интересную информацию о климате — как прошлом, так и настоящем.

Раковина улитки состоит из арагонита — кристаллизованной формы карбоната кальция. Раковина полосатой улитки Биггенден растет у устья — отверстия, откуда выходит тело улитки, — пока моллюск не достигнет полной зрелости.

«Мы знаем, когда [улитка] погибла, но не знаем, сколько ей было лет. Если мы хотим проверить, содержит ли улитка климатическую запись, нам нужно знать её возраст».

Пэттон и его команда нашли крупную (около 55 мм в диаметре) недавно погибшую улитку с остатками тканей тела внутри раковины. «Эти остатки не сохраняются долго, так что мы решили, что улитка, вероятно, погибла в течение последней недели или двух, — сказал Пэттон. — Мы знаем, когда она погибла, но не знаем, сколько ей было лет. Если мы хотим понять, есть ли в раковине климатическая запись, нам нужно знать её возраст».

Исследователи очистили хорошо сохранившуюся и неповрежденную раковину в лаборатории и подтвердили, что она не была загрязнена другими минералами, которые улитка могла проглотить. Район вокруг Коулстаун-Лейкс состоит из вулканического базальта. Отсутствие известняка в регионе было ключевым для точного исследования улиток, сказал Джейсон Реч, геолог из Университета Майами в Огайо, не участвовавший в работе. «Большинство наземных улиток заглатывают известняк, чтобы получить кальций».

Если улитка потребляет слишком много известняка или других источников кальция, часть этого древнего углерода может поглощаться раковиной и мешать радиоуглеродному датированию, заставляя раковину казаться старше, чем она есть на самом деле.

Как увидеть штормы в раковине

Исследователи отбирали образцы вдоль пути роста раковины — от самой старой части near вершины до самой новой у отверстия. Они взяли пробы из восьми участков раковины для радиоуглеродного датирования и установления времени формирования разных участков. В радиоуглеродном датировании, «как правило, мы смотрим на объекты возрастом от, скажем, настоящего времени до примерно 55 000 лет назад, но с современными технологиями и методами мы можем работать с очень-очень короткими возрастами, после бомбового пика», — сказал Пэттон.

Полосатая улитка Биггенден прожила примерно 4,5 года, выяснили исследователи с помощью радиоуглеродного датирования и возрастной модели роста. Улитка росла быстрее всего в первый и последний годы жизни, а самый медленный рост был зафиксирован между 2015 и 2017 годами.

Раковины улиток, подобные найденным в национальном парке Коулстаун-Лейкс в Австралии, могут помочь ученым больше узнать о погодных условиях прошлых лет. Фото: Николас Пэттон

Затем исследователи использовали спутниковые и климатические данные Квинсленда, чтобы определить периоды сильных дождей и штормов, а также изменения уровня влажности растительности в парке. Они обнаружили, что эти экологические изменения отражались в химическом составе раковины. Это открытие помогло построить временную шкалу, связавшую изотопы кислорода в раковине с сильным тропическим циклоном Марсия в 2015 году и тропическим циклоном Дебби в 2017 году. Это говорит о том, что рост улитки был реакцией на эти штормы, а не просто на сезонные изменения.

Более крупные изменения в раковине соответствовали более сильным дождям от экс-тропических циклонов в парке, что делает следы, оставленные этими циклонами, ключевыми для моделирования роста улитки. «Нам удалось создать то, что мы считаем довольно надежной моделью роста улитки», — сказал Пэттон.

Хотя это исследование было сосредоточено на одной улитке в одном месте, возможно, что этот же метод датирования можно применить к ископаемым раковинам, чтобы получить подсказки о количестве осадков и штормовых циклах прошлого. Чтобы использовать раковины улиток для построения палеоклиматической записи, ученым сначала нужно найти хорошо сохранившиеся образцы в геологических отложениях. Эти раковины потенциально могут сохранить информацию о краткосрочных погодных условиях в те годы, когда улитки были живы.

Это открытие имеет далеко идущие последствия. Если метод подтвердится на других видах и в других регионах, он позволит ученым заглянуть в прошлое гораздо глубже, чем позволяют инструментальные наблюдения. Раковины улиток могут стать своего рода «архивами» экстремальных погодных явлений, таких как тропические циклоны, на тысячи лет назад. Это особенно ценно для регионов, где другие природные архивы, например, ледяные керны или годичные кольца деревьев, недоступны или менее информативны.

Более того, понимание того, как часто и с какой силой происходили циклоны в прошлом, поможет климатологам лучше прогнозировать будущие изменения. Поскольку изменение климата, как ожидается, приведет к увеличению интенсивности и частоты экстремальных осадков в некоторых регионах, данные из раковин улиток могут стать важным независимым источником проверки климатических моделей. Ученые планируют расширить исследование, включив в него больше образцов из разных геологических эпох и географических зон, чтобы проверить универсальность метода. Возможно, в будущем «чтение» раковин станет таким же стандартным инструментом для палеоклиматологов, как изучение ледяных кернов или океанических отложений.

Источники: Owen, R. (2026), Reading rainfall in a snail’s shell, Eos, 107, https://doi.org/10.1029/2026EO260323.