牡蛎不但是一道餐桌上的美味,还能记录环境的变化。
以牡蛎化石为代表的增生生物壳体,如同树木年轮,每年形成明暗交替的生长纹层——夏季高温时,壳层生长较快、结构疏松,形成“亮带”;冬季低温时,生长减缓、结构致密,形成“暗带”。
中国科学院青藏高原研究所的研究团队试图用牡蛎解答温室地球背景下海洋和冰川的情况:1.4亿年前的温室地球时期,海洋表层温度如何变化?极地冰川是否存在?
研究团队通过精准识别大型耙牡蛎化石壳体生长纹层,进行高分辨率微区采样,通过岩相学(扫描电镜和阴极发光显微镜)和地球化学(锶同位素,成岩识别元素锰和铁含量测定)的方法确定,化石并未受到后期成岩作用的改造,并从中提取了气候季节性变化的高分辨信号。
分析结果显示,在白垩纪早期大洋缺氧事件全球降温时期,牡蛎化石记录的南半球中纬度地区,冬季海水温度比夏季低10~15℃,这一数据与现今同纬度地区季节性海水温度变化幅度相似;海水氧同位素数值的波动表明,部分淡水可能以季节性冰盖—冰川融水的形式注入海洋,类似现代格陵兰冰盖夏季消融的情景。
这一研究,首次重构了温室地球时期海洋表层温度的季节性波动历史,发现了早白垩世时期(139.8~132.9百万年前)地球具有显著的季节性温差和极地冰盖—冰川周期性消融现象,揭示了温室地球气候的复杂性与多变性,并且预言未来全球气候不断变暖从而导致两极冰盖完全消失之前,会出现周期性冰盖—冰川活动的中间状态。
这一研究提醒人们:气候系统具有高度非线性特征,即使在全球变暖的今天,局部地区的重大地质事件叠加人类活动,也会导致出现意料之外的降温事件。
(《光明日报》5.8 刘晓倩)

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