对视一眼,几人纷纷摇头。
“是古天气研究不重要吗?当然不是。”
虽然地质学家们开出了很多古气候研究载体,如但是他们能够提供的信息的时间分辨率都太低,通常为数十年到数百年,最高分辨率的载体如树轮和珊瑚,也只能到年或者月。
也就是说,我们通过这些地质生物载体获取的,都是几百年平均,最多几个月平均的气候信息。
这些信息可以用来理解地球气候(月及以上尺度)的变化,但是无法用于研究生时间在日-小时甚至更短时间尺度的天气变化。
这个时间跨度就像手机摄像头的像素,你说你拍个美女,模模糊糊的,能说她是个美女吗?只是看个大概,能看出肤白貌美大长腿吗?
显然不能。
而天气是大气物理特征的瞬时态,时间尺度通常以日、小时、分钟甚至秒来划分,比如一场暴雨、一个台风、一次寒潮等。
既然天气研究很重要,现代天气观测资料又有限,那为什么科学家们不像开古气候学一样,开出古天气学呢?如果获得了过去温暖期地球天气系统的状态和变率的资料,对于预测未来全球变暖预期下天气系统的展趋势显然是有利的。
答案是:大家都想,但是臣妾做不到啊。
老敖一拍这个硕大的砗磲壳。
“就是这么个大宝贝,中国科学院地球环境研究所等单位研究人员经过年多的努力,现从南海砗磲化石中可以获得日-小时分辨率的古代天气信息。”
砗磲是全球最大的双壳类贝壳,自始新世(距今约ooo万年)以来便一直是热带太平洋-印度洋珊瑚礁中的重要组成部分。
砗磲寿命能达到甚至过oo年,其碳酸盐壳体生长度非常快,几十年就能长到米以上。
砗磲壳体通常具有年生长纹层甚至日生长纹层,所以它是一种非常理想的高分辨率全球变化历史研究载体。
“大家知道,我们常见的小贝壳通常是开口向下,可以通过肌肉移动。
但砗磲一般都是开口向上固定在珊瑚礁盘上,一辈子都不会移动。
这个固定不动的特征对于我们做古气候、古天气研究非常重要。
如果砗磲不停地移动,那么所记录的气候环境信息就会随位置的改变而受到干扰。
好在砗磲一辈子不移动,就像一个海洋气象站一样,在同一个位置不停地记录周边的海洋、天气、气候信息。
简直就是天生的‘地质气象站’。”
砗磲表面的外套膜上面,有很多虫黄藻,虫黄藻光合作用能直接给砗磲提供能量,因此砗磲实际上是靠光合作用生活的,除了幼年期吃几个虫黄藻外,一辈子几乎不吃东西。
砗磲靠光合作用生活的特性,对于我们用砗磲做古天气重建也非常重要,天气一变化,虫黄藻光合作用效率就会变化,砗磲生长率等生物地球化学特征就会变化。
因此通过测试化石砗磲的生长率变化,就有可能提取出古代气候和天气变化的信息。
“砗磲寿命最长能到oo年,大部分在o年左右。
也就是说,单个的砗磲可以提供o-oo年的气候或天气记录。
虽然不长,但是某片海域有很多个砗磲化石,有的生活在几十年前,有的在几百年前,有的在几千年甚至几万年前,那么这一堆的化石在一起,就能提供很多过去的气候和天气变化信息。”
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老敖用手一指展区历的这个砗磲,“你们看这里,这个就是砗磲的年纹层。”
“因为冬夏的生长率不同,碳酸盐呈现出不同的光学特征。
每个年纹层的宽度不一,大约-o毫米,幼年期的时候长得快点,老了长得慢点。
但是它不会像人一样年纪大了就不长高,它只是长得慢点,但仍然会长。”
利用特制的设备,科研工作人员就可以从每个砗磲年纹层中采取样品,获得月分辨率的样品。
对这些样品进行测试,就可以获得月分辨率的氧同位素、元素比值等记录。
这些数据主要受温度控制,它们与温度之间有定量关系,可以建立转换方程,从而计算当时的温度。
“这就是利用砗磲进行古气候研究的基本原理。
通常我们采集一个砗磲化石后,会用碳测年方法测定它大致生活在什么年代,然后进行采样,最后得出结论。”
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