小小石头，贮藏着古海洋环境的秘密

探寻古海洋在地质历史时期的模样，科学家们依赖于各种古气候和古环境指标物，这些指标物是地球历史的语言，记录在沉积物和化石之中。近期的研究表明，在沉积物中留存上千万年的鱼耳石，保存着古海洋留下的印记。

鱼耳石，生长在鱼的内耳道里，主要由碳酸钙组成，通常由文石构成，大小在几毫米到几厘米之间。它们对鱼控制平衡和方向起着重要作用，类似于人体内耳中的耳石。鱼耳石的生长呈现出一圈一圈向外扩大的环状结构，在显微镜下观察到类似树轮的年轮结构。

通过测定鱼耳石中碳酸钙的化学元素和同位素组分，科学家可以了解鱼的代谢及其生活环境信息。更重要的是，鱼耳石矿物晶格结构中的有机质，这些有机质是鱼内耳里沉积生长过程中与代谢相关的蛋白质类，是我们研究中去探寻和解密的信息库。

鱼耳石能够顺利地在沉积物中保留下来，与鱼肉不同，它不易被微生物分解。鱼耳石的外观形状与物种紧密相关，古生物学家可以通过对鱼耳石的形状结构进行描述和测量，区别不同的物种。鱼耳石的这一特性使其在古环境重建中具有独特的价值。

科学家选取了北大西洋西岸的三处采样点，这些地点在晚白垩纪处于海洋环境中。通过测定鱼耳石中有机质的氮同位素比值，可以重建古海洋环境中的相对含氧量。研究发现，鱼耳石有机质的氮同位素比值受到后期侵蚀变化的影响较小，至少能够在沉积环境中保存至八千多万年。

在晚白垩纪末期，鱼耳石有机质记录的氮同位素比值升高，指示着海洋含氧量的降低。这一现象与当时全球气候逐渐变冷的过程相吻合。气候变冷本应使更多的氧气溶解到海水中，但研究发现海洋含氧量却降低了，这可能是由于增强的赤道上升流给海表输送更多的营养物质，进而增强初级生产力，导致次表层海水中缺氧区的扩大。

鱼耳石为我们提供了一扇窗口，窥探古海洋的环境变化。虽然我们对白垩纪海洋环境的研究还远未结束，但鱼耳石中的有机质已经为我们揭示了晚白垩纪海洋含氧量的变化趋势。未来，科学家们将继续探索更多的古海洋环境指标物，以更全面地理解地球古海洋的演化历程。通过对这些古老证据的解读，我们能够更好地理解地球过去的气候状态，为预测和应对未来的气候变化提供科学依据。