珊瑚用碳酸钙构建骨骼，并在此过程中释放二氧化碳。图片来源：Reinhard Dirscherl/Alamy

珊瑚礁曾在地球气候变化中发挥了关键作用，但并不是你想象的那样。美国《国家科学院院刊》近日发表的一项研究显示，过去2.5亿年里，珊瑚礁生长达到顶峰的时期恰好与海洋温度大幅上升的时期相吻合。

珊瑚礁是二氧化碳的制造者，因为温室气体是形成碳酸钙的副产品，而碳酸钙构成了珊瑚的骨架。某些种类的浮游生物也会用碳酸钙制造外壳，当它们死亡时，这种矿物质就被埋在海底。当大面积浅海区域被珊瑚覆盖时，原本可能被深海浮游生物吸收的钙离子和碳酸盐离子就不再可用了。

澳大利亚悉尼大学的Tristan Salles和同事通过整合板块构造重建、气候模拟和流入海洋的沉积物变化，模拟了过去2.5亿年间浅水珊瑚和深海浮游生物的相互作用。

结果表明，当板块构造和地貌导致出现大面积浅海大陆架时，珊瑚和浮游生物之间的平衡就会被打破，而浅海大陆架是造礁珊瑚的理想栖息地。当珊瑚礁面积减少时，海洋中的钙和碱性就会增加，浮游生物的产量也会提高，更多的碳酸盐被埋在深海，这有助于降低二氧化碳水平并使温度下降。

研究人员发现，过去2.5亿年里，碳循环曾在3个主要时期受到严重破坏。这些事件分别发生在中三叠纪、中侏罗纪和晚白垩纪，涉及大量珊瑚礁，它们消耗了大量碳酸钙，导致海洋温度大幅上升。

Salles表示，当浅水珊瑚礁和深海浮游生物之间的平衡被打破时，可能需要数十万到数百万年才能重新建立平衡。“因此，即使这个系统能够从一场巨大的危机中恢复过来，也需要很长一段时间。”

Salles说，积极的一面是，如果浮游生物的营养物质因爆发而失控，那么珊瑚则能够吸收多余的营养物质来建造珊瑚礁。

现在，人类排放的二氧化碳正以前所未有的速度导致全球变暖和海洋酸化，而这正在杀死珊瑚和浮游生物。Salles说，后果尚不清楚，但很可能带来生态灾难。

澳大利亚国立大学的Alexander Skeels表示，这项研究表明“生命与气候之间存在紧密交织的反馈循环”。人们通常认为物种进化是为了适应地球的气候，而气候是由“不可改变的物理和化学过程”支配的。

“然而，我们越来越多地看到生物直接影响气候的例子，从而形成了一个协同进化的反馈循环。”Skeels说，“不仅是珊瑚，还有更古老的微生物群落，如叠层石，在调节大气碳含量方面发挥了关键作用。”

“我们知道碳会使气候变暖，正如今天正在发生的事情那样，而珊瑚礁可能在非常漫长的时间尺度上促进了这一过程，从而解释了冷暖交替的现象。”Skeels说。（李木子）

相关论文信息：

https://doi.org/10.1073/pnas.2516468122