海洋化学变化揭示了海平面如何影响全球碳循环

在海洋沉积物中探寻地球气候变化的线索

据外媒报道，一项针对海洋沉积物中的锶同位素的新研究，为科学家们揭示了过去3500万年与气候条件变化相关的海洋化学波动。这一突破性成果被刊登在《科学》杂志上，为我们理解全球碳循环的内部运作提供了新的视角。

海洋中的锶同位素，似乎是一把解锁地球化学秘密的钥匙。研究主要作者Adina Paytan，一位来自加州大学圣克鲁斯分校海洋科学研究所的研究教授，解释道：“锶与钙有着相似的特性，因此会被纳入海洋生物的碳酸钙壳中。”

Paytan及其团队深入研究了不同锶同位素的比例，包括放射性同位素和稳定同位素，这两者共同提供了有关地球化学过程的珍贵信息。他们发现，在过去3500万年的时间里，海洋中锶的稳定同位素比值发生了显著变化，至今仍在持续变动。这意味着海水中的锶浓度并非一成不变。

Paytan进一步指出：“海水中的锶成分会发生变化，这取决于碳酸盐沉积的方式和地点，而这些因素又受到海平面和气候变化的影响。”这项研究的发现表明，锶同位素的波动综合反映了地质过程中全球平衡变化的效应，包括陆地岩石的风化、热液活动以及深海和浅海环境中碳酸盐沉积物的形成。

在海洋的公海中，碳酸盐沉积主要来源于海洋浮游生物，如颗石藻和有孔虫。而在大陆架的浅水区域，硬珊瑚的骨架则是由另一种碳酸钙矿物文石构建。这些沉积物中的锶元素会随着海平面的变化以及珊瑚的生长而发生变化。珊瑚在形成时会去除锶，当其暴露时，这些锶会被冲刷回海洋中。海平面的升降直接影响到海水中的锶成分。

碳酸盐沉积也会反馈到气候系统中。海洋会吸收大气中的二氧化碳，而在地质时间尺度上，碳酸盐沉积则会从系统中清除碳。这项研究揭示出的全球碳循环与气候变化之间的紧密联系，无论是在长期还是短期的冰期周期中，都显得至关重要。研究共同作者Mathis Hain表示：“我们现在可以从稳定的锶同位素中读取新型信息，从而仔细观察全球碳循环的业务端。”他还补充道，“这些发现为我们开启了一个新窗口，让我们窥见全球碳循环是如何通过地质时间来适应海平面和气候变化的。”

研究人员通过对深海沉积物岩芯中提取的海洋重晶石进行分析，成功重建了一个详尽的锶同位素变化记录。这一记录对于理解地球在地质时期的运作至关重要。共同作者Elizabeth Griffith表示：“我们的国际团队共同努力，既创造了这一独特的记录，又通过数学建模解释了其重要性。我们希望能够深入了解这颗蓝色星球在未来可能如何运作。”这项研究为我们提供了宝贵的线索，使我们能够更好地理解气候变化并应对当前的挑战。