具有季节分辨率的海水环境记录载体:滨珊瑚
珊瑚是一种海洋物种,生长在温度高于20℃的赤道及其附近的热带、亚热带地区,水深40米以浅(除深水珊瑚外,一般在20米以浅)的平静而清澈的岩礁、平台、斜坡和崖面、凹缝中。珊瑚的形状千姿百态,颜色鲜艳美丽,可以做装饰品,部分还有很高的药用价值。
我们看到的各式各样的珊瑚其实是由珊瑚虫分泌的壳体堆积而成的,主要成分是碳酸盐(CaCO3)。受海水温度、盐度等条件制约,珊瑚虫生长具有明显的季节差异,在生长较快的季节,珊瑚壳体堆积速率较快,密度较低,而在生长较慢的季节,珊瑚壳体堆积速率较慢,密度较低。沿生长方向剖开的珊瑚在X光照片上往往可见类似于树木年轮的年层。同时,珊瑚虫形成壳体时,会从周围海水中吸收碳、氧以及金属元素等,因此珊瑚壳体能够记录珊瑚生长时海水环境状况,是科学家探知过去海水环境变化的良好载体。
通常科学家用于研究过去环境变化的珊瑚是一种造礁珊瑚——滨珊瑚,比起观赏珊瑚来,看似其貌不扬,但它却是一种难得的高分辨率记录。
科学家首先通过水下钻探获得珊瑚沉积的岩心,然后在实验室进行各种分析,去重建过去环境要素的变化情况。
重建过去环境变化第一步工作是确定时间标尺。因为珊瑚具有“年轮”,所以对采集的正在生长的珊瑚,只需依次计数其“年轮”即可获得其年代标尺。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。
科学家们开发了多种利用珊瑚进行过去环境重建的代用指标,如稳定同位素(δ18O、δ13C、δ11B等)、微量元素比值(Sr/Ca、Mg/Ca、U/Ca等)、放射性同位素Δ14C、荧光强度等。通过密集取样,科学家们可以获得具有季节分辨率的高分辨率环境要素变化历史,是器测资料的良好补充。
(本文部分图片和资料来自互联网)
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