其实,海洋比我们想象的要冷


根据科学界广泛使用的方法,1亿年前的海洋深度和海洋表面的温度比目前的读数高出15度左右。然而,这种方法现在正面临挑战:海洋温度在这一时期实际上保持相对稳定,这引起了对当前气候变化水平的严重关切。法国国家科学研究中心(CNRS)、索邦大学(Sorbonne University)和斯特拉斯堡大学(University of Strasbourg)以及瑞士洛桑联邦理工学院(瑞士联邦理工学院)和洛桑大学(University of Lausanne)的瑞士研究人员进行了一项研究,得出了上述结论。

研究人员说,如果我们是正确的,我们的研究挑战了几十年的古气候研究,海洋覆盖了我们地球的70%。它们在地球气候中起着关键作用。如果我们要更全面地了解它们的行为,并更准确地预测当前气候变化的后果,就知道它们的温度在地质时间上变化的程度是至关重要的。

现有的方法怎么会有这么大的缺陷呢?该研究认为,某些过程的影响被忽视了。在过去的50多年里,科学界根据他们从有孔虫的研究得出的结论,这些化石是在海底沉积物中发现的微小海洋生物的化石。有孔虫形成的石灰质外壳称为试验,其中氧- 18的含量取决于它们生活的水的温度。因此,随着时间的推移,海洋温度的变化是根据沉积物中发现的化石的氧- 18含量来计算的。根据这些测量,海洋的温度在过去1亿年间下降了15度。

现有的方法如何有缺陷?研究的作者认为,某些过程的影响被忽视。50多年来,科学界对其从有孔虫学到的信息进行了估算,这些有孔虫是海底沉积物中发现的微小海洋生物的化石。有孔虫形成钙质壳,其中氧-18的含量取决于它们所生活的水的温度。因此,随着时间的推移,海洋温度的变化是根据沉积物中发现的化石有孔虫试验的氧-18含量进行计算的。根据这些测量,在过去1亿年中,海洋的温度已经下降了15度。

然而,所有这些估计都是基于有孔虫试验的氧-18含量保持不变,而化石沉积在沉积物中的原则。事实上,到现在为止,没有任何其他指示:肉眼看不到或显微镜下没有变化。为了测试他们的假设,这项最新研究的作者将这些微生物暴露在仅含有氧18的人造海水中的高温下。使用NanoSIMS(纳米级二次离子质谱仪),用于进行非常小规模的化学分析,然后观察到氧-18在钙质壳中的并入。结果表明,有孔试验中存在的氧-18的水平实际上可以改变而不留下可见的痕迹,从而挑战作为温度计使用的可靠性:“实际上,似乎是完美保存的化石实际上不是。意味着迄今为止的古气温估计是不正确的。

对于法国和瑞士研究人员队伍而言,过去1亿年来海洋气温的逐渐下降,这些测量只是反映化石有孔虫测试中氧-18含量的变化。这种变化似乎是一个称为再平衡过程的结果:沉降过程中,温度上升了20到30°C,导致有孔试验与周围的水重新平衡。在一千多万年的过程中,这一过程对古温度的估计具有重要的影响,特别是那些以冷水为生的有孔虫。研究人员的计算机模拟表明,海洋深处和极地海面的古温度已被高估了。

对于这项研究来说,接下来的步骤是明确的:“现在要重新考虑海洋的古温度,我们需要仔细量化这种重新平衡,这已经被忽视太久了。”为此,我们必须研究其他种类的海洋生物,以便我们清楚地了解在地质年代发生的沉积物中发生了什么。

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