为什么有孔虫壳能用来研究海水的变化历史?
世界海洋经历了巨大的变化。比如2万年前的大冰期,地球上1/3的陆地压在几千米厚的冰盖底下,海平面比现在低100多米,大陆架都露出海面;而5000万年前地球两极基本上没有冰盖,北冰洋还是温带气候,海水温度比现在高得多。但是科学家怎么会知道古老海水的变化历史呢?最重要的信息来源,在于海底泥沙里的有孔虫。
海水历史的“档案”就在海底:千万年来堆积在海底的泥沙,就是海水变迁的历史记录。有孔虫壳在海底的泥沙里到处都有,而且数目极大,每平方米的海底平均生活着上百万个底栖有孔虫,而从海面掉下来的浮游有孔虫壳更是多得数不清。浮游有孔虫活着的时候外面有很长的刺,便于漂游,死了以后掉到海底的就只剩壳体。这些壳的成分都是方解石,也就是碳酸钙(CaCO3),底栖有孔虫一般也是方解石的壳。这种壳体是有孔虫活着的时候吸收周围海水成分建造的,所以保留着古海水的信息。研究人员通过对壳体的化学分析可以获取相应的信息。比如说,壳体里碳酸钙的钙可以由镁来代替,而替代的量随着海水的温度变化而不同,所以我们测量壳体的镁与钙两种元素的比值,就可以测出古代海水的温度。再如海水里氧的同位素受到全球冰盖大小的控制,冰盖越大,海水里氧的同位素氧-18和氧-16的比值越高,而有孔虫壳体记录了当时海水的氧同位素比值,所以分析有孔虫壳体的同位素可以得出冰盖大小的变化。而冰盖的水来自海洋,冰盖长大会使海水减少、海平面下降,所以对有孔虫壳的氧同位素分析还能告诉我们海平面变化的历史。
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