作者:Elisabetta Erba 来源:《科学》 发布时间:2010-8-5 13:01:14
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酸性环境中古海洋生物适者生存

     在意大利北部,这一露出地面的岩层所含有的化石(黄线所示)在1.2亿年前是生存于酸性化海洋中的。(图片来源:《科学》杂志)
 
白垩纪时代始于1.37亿年前,结束于6500万年前,其间经过了7000多万年,在这一时期,无论是有机界还是无机界都经历了重要变革:大陆被海洋分开,地球变得温暖、干旱,开花植物出现,恐龙统治着陆地,而巨大的海生爬行动物则统治着海洋。
 
现在,科学家们对白垩纪时代早期海洋高度酸化的研究显示,一些海洋生物适应了这段时期海水发生的化学变化,但他们强调,新发现并不能缓解我们对今天海洋环境迅速变化的担忧,这个新发现发表在最新出版的《科学》杂志上。
 
白垩纪是中生代地球表面受淹没程度最大的时期,在此期间北半球广泛沉积了白垩层,1822年比利时学者J.B.J.奥马利达鲁瓦将其命名为白垩系。白垩层是一种极细而纯的粉状灰岩,是生物成因的海洋沉积,主要由一种叫做颗石藻的钙质超微化石和浮游有孔虫化石构成。
 
大约在1.2亿年前,白垩纪时代的早期,一系列大型火山向地球大气层中喷出大量的二氧化碳。当时空气中二氧化碳的浓度是今天的两倍。最终,海洋吸收了绝大部分的二氧化碳,海水的酸度大大增加。这种变化降低了海水中碳酸钙(CaCO3)的浓度,导致部分浮游生物难以形成贝壳。不过,大约在16万年前,海洋的pH值恢复到了正常水平。
 
意大利米兰大学的微体古生物学家艾丽莎贝塔·艾尔芭(Elisabetta Erba)和瑞士联邦技术学院的地球化学家海尔姆特·瓦塞特(Helmut Weissert)合作,希望估计高酸性海洋环境对古海洋生态系统的影响。他们测试了来自两个勘钻点的古海洋沉积物,一个来自意大利北部的地面上,另一个来自太平洋中部的深水区。艾尔芭说:“太平洋是当时唯一的大海洋。”他们还特别研究了许多钙质微型浮游生物化石,它们是现代浮游生物祖先。正是由于海洋生物贝壳主要由碳酸钙组成,因此,从贝壳的化石可揭示当时浮游生物的整体健康水平和海洋的化学状态。
 
在论文中,艾尔芭、瓦塞特和同事报告了酸性环境对微型浮游生物变化的影响。比如:当海水的酸性增加时,这些浮游生物的微小骨骼会因此畸形,其他物种则会变小,而部分生物则会死亡;令人震惊的是,绝大部分微型浮游生物好像都适应了变酸了的海洋。
 
新研究中第二个让人吃惊的地方是,海洋酸性的发展是进展性的,从表面深入到底部,这种现象在今天并不常见,瓦塞特说:“可能是因为这种情况的发生需要经过很长时间。”
 
美国宾夕法尼亚州立大学的海洋地质学家蒂莫西·布劳拉(Timothy Bralower)认为:“这是一篇非常重要的论文,因为它为研究大量二氧化碳对海洋的影响提供了全新认识。”不过,今天的情况与之仍有不同。“二氧化碳增加的速率远远快于我们所见过的任何古代地质记录。”他说,“一个大问题是,现代物种是否能适应新时期海水pH值的快速变化。”(来源:科学时报 王丹红)
 
 
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