在海洋沉积物中记录的古新世始新世极热时期,氮同位素和微体化石的体型揭示了热带海洋含氧量的增加。
放大镜显示有孔虫化石。
鸣谢:/国际海洋探索计划/西蒙·莫雷蒂据马克斯·普朗克学会:氧气是维持地球生命的基础。
海洋从与大气接触的最上层获取氧气。
随着我们的星球持续变暖,海洋正在逐渐失去吸收氧气的能力,这对海洋生态系统和依赖海洋生态系统的人类活动造成了严重结果。
虽然这些趋势可能会在未来继续下去,但仍不清楚海洋氧气将如何在海洋内部重新分布,在海洋内部,洋流和物种量的物种降解主导了大气扩散。
海洋沉积物是海洋的古代书。
通过研究过去温度快速上升的时间间隔,我们能获得关于海洋氧气和物种如何应对气候变化的宝贵见解,西蒙娜·莫雷蒂说,她是《科学》杂志上一项研究的重要作者。
马克斯·普朗克化学研究所与普林斯顿大学合作,通过对海洋沉积物中保存了数百万年的有孔虫显微化石进行化学和形态学测量,一组研究人员重建了古新世始新世极热时期PETM热带海洋氧气的反应。
氮同位素和化石大小揭示了海水的含氧量有孔虫化石中保存的氮同位素使科学家们能够追踪水中柱状反硝化作用的过去变化。
硝酸盐被细菌转化为分子氮N2的过程只发生在海洋中氧气消耗最严重的水域:缺氧区。
MPIC实验室负责人阿尔弗雷多·马丁内斯加西亚说:我们的测量后果表明,与大多数预期相反,在PETM期间,脱氮作用下降了,这意味着在全球突然变暖的这段时间里,海洋缺氧区收缩了。
地球科学家Simone Moretti左和Alfredo MartínezGarcía在马克斯·普朗克化学研究所氮实验室。
学分:/化学的MPI此外,有孔虫化石的大小被证明是一个基本难题。
描述海洋物种新陈代谢的模型允许将它们的身体大小与它们生活的环境温度和水中的含氧量联系起来。
体型的缩小是对气候变暖的有效适应,因为它允许物种体在压力下降低新陈代谢。
普林斯顿大学地球科学教授柯蒂斯·多伊奇评论说:令人惊讶和意想不到的是,证据显示,在PETM变暖期间,来自热带太平洋中部的浮游有孔虫变得更大了,这意味着海洋上层的热带氧气增加了。
浮游有孔虫生活在海洋上层,与海底的有孔虫形成对照。
氧气的增加可能缓解了上层海洋的物种大灭绝在PETM变暖期间,热带海洋中的氧气水平增加而不是减少的发现也为研究人员提供了另一个谜题的线索,即海洋物种多样性的变化。
PETM是新生代深海物种中最大的灭绝是怎么回事?跨越了过去6600万年。
与PETM有关的许多秘密之一是,尽管这次大灭绝发生在更深的深度,但生活在海洋最上层的物种受到的影响较小。
莫雷蒂说:尽管温度压力巨大,但我们的研究揭示的短暂热带充氧可能有助于保持可居住性。
然而,在PETM期间,海洋表面的动物仍然受到了严重影响,这些生态系统花了十万多年才恢复到原始状态,这在人类文明的时间尺度上是永恒的。
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