珊瑚在全球变化和古环境重建研究中的应用
要了解现在并预测未来的气候趋势,必须对过去气候的形态和特性有充分了解。然而,就目前现有的较为完整的气候观测资料而言,无论是时间及空间尺度上,都不足以用来建立可评估过去环境变迁的气候变化模式。所幸的是,各种天然的地质、生物体如:冰川、黄土、湖泊与海洋沉积物、树木年轮、珊瑚、石笋等,忠实地记录了历史时期气候环、境的变迁,成为重建过去气候变化的良好载体。
在诸多的自然记录中,珊瑚成为很好的研究材料之一,主要原因有以下:
1)珊瑚骨骼具有独特且精确的年代序列。珊瑚堆积钙质骨骼的速率,会受到水温季节性变化的影响,而产生疏密间隔的生长层,与树木的年轮相似。沿平行于珊瑚骨骼生长轴方向切片,经X射线照相后,可清楚地从X射线照片上看到明暗相间的代表珊瑚骨骼生长时密度变化的条带,通常一组明(低密度)、暗(高密度)条带代表珊瑚骨骼一年的生长量。通过这些生长带,以最靠近外侧的一组生长带代表采样的时间,向内逐年回推,便可精确定出各生长带所代表的时间。另外,对于化石珊瑚,可利用封闭在珊瑚文石质骨骼内部的如U、Th等,也能够得到准确的年代。
2)珊瑚的生长具有很好的连续性,并且广布于整个热带浅水海域。数米高的现生珊瑚可以提供过去几个世纪以来的信息;保存完好的化石珊瑚提供的信息可以延伸到整个晚第四纪,甚至更长。
3)珊瑚在生长过程中与环境交融在一起,骨骼中包含了能保存几千年不被破坏的同位素、微量元素等示踪元素。如果沿着生长轴方向连续采集粉末样品并进行测试分析,就可以重建采样点附近海水的化学特性随时间而变化的记录,甚至更进一步推断造成这些海水化学性质变化的气候因素,如海水温度、盐度、降水、径流和洋流等。
4)珊瑚的生长速度很快,每年生长约6-
因此,珊瑚在全球变化和古环境重建研究中备受重视。
经过30余年的不懈努力,科学家利用多种气候代用指标,如稳定同位素(δ18O、δ
目前,随着全球变化研究的全面开展和不断深入,我国南海珊瑚古气候信息研究亦正在如火如荼的进行。相信在未来5~10年,经过国人的勤奋努力,珊瑚研究终会取得瞩目的成果。
全球珊瑚古气候记录研究地点分布图
(引自http://www.ncdc.noaa.gov/paleo/corals.html)
岩芯采集
(引自http://www.ncdc.noaa.gov/paleo/corals.html)
珊瑚礁体
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