5600万年前的热带海洋变迁解析

2024年2月15日，由德国迈因茨马克斯·普朗克化学研究所牵头的一项最新研究表明，在古新世-始新世极热事件（通常称为PETM）期间，热带海洋的表层增加了氧含量。在这个地质历史上的短暂时期内，地球平均温度在几千年内上升了高达6摄氏度。

这项研究发表在《科学》期刊上，研究人员利用对有孔虫进行的化学和形态测量，有孔虫是保存在海洋沉积物中的微小化石，以此重建了PETM期间热带海洋氧化的情况。

图源：绿会融媒

氮同位素保存在有孔虫的化石中，使科学家们能够追踪水中过去发生的氮塞脱氮变化。这一过程在海洋最缺氧的水域——即氧亏区内发生。马克斯·普朗克化学研究所实验室主任阿尔弗雷多·马丁内斯-加西亚表示：“与大多数预期相反，我们的测量结果显示，在PETM期间，氮塞脱氮减少，意味着海洋氧亏区在这一全球变暖时期内缩小了。”

有孔虫化石的大小是解谜的关键，我们可以通过观察它们来了解一些事情。研究者们用一个模型来描述海洋生物的生活方式，把它们的大小与它们生活的地方的温度和氧气量联系起来。普林斯顿大学的地球科学教授柯蒂斯·德欧奇说：“有趣的是，证据显示在PETM变暖期间，太平洋中部的浮游有孔虫居然变得更大了，这也就意味着海洋表面的氧气变多了。”

这一有关热带海洋氧含量的发现也为另一个谜题提供了线索，即海洋生物多样性的变化。

PETM是新生代时期最大的深海生物大灭绝事件之一，跨足了过去6600万年。与PETM相关的许多谜团之一是，尽管这场大规模的灭绝事件发生在较深的海域，生活在海洋最上层的生物却受到的影响较小。Simone Moretti表示：“我们的研究揭示的短暂热带氧化可能有助于保持海洋表层的宜居性，尽管受到了巨大的温度压力。然而，在PETM期间，表层海洋中的动植物群落仍然受到严重影响，这些生态系统需要超过十万年的时间才能恢复到其原始状态，但是在人类文明的时间尺度上来看，这几乎是一个‘永恒’了。”

感兴趣的读者可以参看其原文：

Simone Moretti et al. ,Oxygen rise in the tropical upper ocean during the Paleocene-Eocene Thermal Maximum.Science383,727-731(2024).DOI:10.1126/science.adh4893

编译 | Wendy

编辑 | Sara

【参考资料】

https://www.mpic.de/5524081/spurensuche-im-geschichtsbuch-des-ozeans

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adh4893