“但是,到这里为止,我们能利用砗磲所做的仍然是古气候研究,分辨率为月,仍然无法深入到日-小时尺度的天气变化。”
“之前我们观测砗磲年纹层用的都是肉眼看,后来我们升级了,采用了生物学研究上常用的激光共聚焦显微镜,在显微镜下我们看到了清晰连续的日生长纹层。
日纹层宽度为o-o微米。
也就是说,砗磲实际上每天在长一小层,只是我们肉眼看不到,但显微镜能看到。”
“每天长一层?真是懒得脱衣服啊!”
刘浩民笑道。
“这个日纹层很重要,因为它可以用来建立日分辨率的年代学框架,这也是我们进行日分辨率古天气研究的基础。”
老敖划拉着砗磲继续说。
如果砗磲有清晰连续的日纹层,那么我们就可以把砗磲寿命中所经历过的时间一天一天地分开。
然后至少可以根据每天的生长宽度建立砗磲日分辨率的生长率变化。
前面我们也说过,砗磲生长靠光合作用,会受到天气变化影响。
因此日生长率的快慢就有可能反映当时的天气变化。
有了准确的日分辨率年代学框架,我们还可以进一步在每个日纹层中做文章,把分辨率进一步提高。
比如用纳米二次离子质谱测试日纹层中的元素分布。
刚才提到砗磲每个日纹层宽度在o-o微米,而纳米二次离子质谱的测试分辨率可达微米甚至更高,理论上可在每个日纹层中获得o-o个连续元素数据(数据分辨率o-小时),可建立小时分辨率的地球化学序列。
有了日分辨率的生长率和小时分辨率的地球化学记录,我们就可以开展日-小时分辨率的古天气研究了。
比如我们现,砗磲日-小时分辨率生长率和元素比值记录中的脉冲式突变,几乎都与南海北部的极端天气事件有关,如夏季的台风和冬季的寒潮。
比如,在台风袭击南海北部的时候,砗磲日生长率会因为天气状况的变差而降低;同时台风带来的强风搅动可以导致海洋表层fe、ba等营养盐的升高和表层生产力的增加,并在砗磲地球化学参数中得到记录。
“比如,我们获得了一个砗磲化石,利用碳测年法得到这个砗磲存活在大约ooo年前,也就是我国的汉朝时期。
那么再通过肉眼数年纹层,我们知道了这个砗磲寿命是o年,那么我们就可以建立连续o年的相对年代学框架。
再通过测试月分辨率的氧同位素、元素比值来计算当时的平均气候状态,假如计算结果显示那时候的温度比现在高c,那么就可以推断我国汉朝的时候,距今ooo年左右,南海的温度比现在高c,是一个典型的温暖期。
进一步利用激光共聚焦显微镜和纳米二次离子质谱,我们可以获得这o年中,日-小时分辨率的生物地球化学记录。
随后我们就可以对当时的天气状况进行分析,比如每年有多少次台风,多少次暴雨,冬天有多少次寒潮等等。”
“这么神奇的吗?”
董博君看着眼前的这个大家伙不禁问道。
“看似离谱,实际上它真的挺靠谱!
因为它是目前唯一具有日纹层的生物。”
老敖无奈的一摊手。
正如前面所说,砗磲有潜力记录古天气信息,关键在于它有日纹层。
那么问题来了,其他地质生物载体有没有日纹层?比如树轮和珊瑚。
答案是,科学家们也做过不少尝试,暂时没现还有哪种载体有清晰连续的日纹层。
比如树轮。
显微学分析显示,树木基本上是一个季节生长一些细胞层,但不是每天,无法获得日纹层。
而且树木通常在冬天会停止生长或生长缓慢,也无法提供连续的记录。
再比如珊瑚,科学家们对南海珊瑚样品也进行了显微学分析,没有现日纹层。
从理论上讲,砗磲是单个生命体,每天分泌钙质流体,长一层是合理的。
而珊瑚则是珊瑚虫分泌的石灰质骨骼聚结而成的,理论上也难以有清晰连续的日纹层。
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