根据新的物种地球化学模型,粘土的形成延长了4000万年前的全球变暖事件

作者:小菜 更新时间:2024-12-24 点击数:
简介:中始新世气候最佳期 MECO和相应地表条件之前、期间和之后的风化强度德林杰回旋镖图。

学分:uux.cn/自然地球科学 2023。

DOI: 10.1038/s415613234-y据美国物理学家组织网(汉娜·伯德):全球变暖不仅仅是现代事件,而是几千年来地球地质历史的一个显著特征。

一个这样的事件发生在大约4000万年前,持续了大约40万年,被称为中始新世气候最佳期 MECO。

与始新世早期的

【菜科解读】

中始新世气候最佳期 MECO和相应地表条件之前、期间和之后的风化强度德林杰回旋镖图。

学分:uux.cn/自然地球科学 2023。

根据新的物种地球化学模型,粘土的形成延长了4000万年前的全球变暖事件

DOI: 10.1038/s415613234-y据美国物理学家组织网(汉娜·伯德):全球变暖不仅仅是现代事件,而是几千年来地球地质历史的一个显著特征。

一个这样的事件发生在大约4000万年前,持续了大约40万年,被称为中始新世气候最佳期 MECO。

与始新世早期的气候扰动相比,这一事件被认为是异常漫长的,例如大约5600万年前的古新世-始新世极热,持续了大约20万年。

发表在《自然地球科学》上的新研究表明,MECO可能受到岩石风化变化的影响,特别是硅酸盐矿物的风化,如石英、长石、云母、辉石和粘土。

迈克尔·亨内汉在同一期杂志上发表了一篇关于这项研究的新闻与观点文章。

硅酸盐岩石的化学风化有助于平衡大气中二氧化碳水平的上升,因为这种气体溶解在雨水中,酸性产物随后风化岩石,形成新的矿物质,并经常产生碳酸钙,然后储存在海底。

因此,从大气中吸收二氧化碳有助于减少温室效应,从而降低地球温度。

来自英国伦敦大学学院的Alexander Krause博士及其同事对从赤道和南大西洋以及赤道太平洋的海洋钻探项目中获得的海底碳酸盐岩岩心进行了分析。

他们测量了锂同位素比率 同一种元素但具有不同原子质量的相对丰度,6Li和7Li,这里称为δ7Li,这被认为是硅酸盐风化的指标。

研究小组在δ7Li中发现了一个明显的约3‰的正峰值,与气候变暖相一致。

根据新的物种地球化学模型,粘土的形成延长了4000万年前的全球变暖事件

值得注意的是,这是在变暖事件期间记录的唯一已知的正δ7Li。

他们将此归因于风化方式的变化,从一致 原生矿物的完全溶解到不一致 部分溶解,伴随沥滤和改造,产生新的次生矿物。

虽然源岩的侵蚀对锂同位素没有影响,但次生矿物 如粘土的形成优先结合轻6Li,使周围环境富含7Li,特别是来自陆地径流的河流。

因此,河流中的δ7Li是岩石侵蚀的直接指标,数据表明MECO期间增强的粘土形成隔离了碳酸盐形成组分。

在被移除之前,锂在海洋中的停留时间约为100万年,因此研究人员表示,δ7Li在大约40万年的MECO时间间隔内的显著变化是显著的。

先前的研究表明,变暖事件与负锂同位素相关,但这项新研究表明,所有三个地点的情况都相反。

Krause博士和合作者解释说,在以前的研究中,热液流体流入了这些地点,而在这项研究中,这一证据在任何地点都不明显。

从大洋钻探计划站点1263 南大西洋和U1333 赤道太平洋获得的中始新世气候最佳期 约4042.5万年至约4002.3万年前的锂和锇同位素趋势。

学分:uux.cn/自然地球科学 2023。

DOI: 10.1038/s415613234-y利用一个新开发的建模系统 CARLIOS生物地球化学箱模型,研究小组利用大气二氧化碳和温度的估计值以及锂同位素数据,重现了海洋酸度和深度碳酸钙饱和度等八种情景下MECO的特征。

其中只有一种情况充分再现了预期的MECO条件,即火山活动导致大气中二氧化碳含量增加,但碳酸钙岩石受到侵蚀的可能性减少,加上海水中镁含量减少,影响了方解石的溶解度。

根据新的物种地球化学模型,粘土的形成延长了4000万年前的全球变暖事件

因此,结果是碳酸盐溶解快于沉积。

克劳斯博士和同事的建议是,陆地上更多的粘土地层将保留钙和镁,它们被土壤中的粘土吸引,从而减少到达海洋的钙,在海底形成碳酸盐。

这种情况下的风化状态绘制在德林杰回旋镖上,以确定风化强度的变化。

在MECO之前,随着海平面下降,高纬度洪泛平原的侵蚀相对较低,热带地区的小块地区近地表气温可能达到30℃以上,导致全球次生矿物的净溶解。

然而,随着时间的推移,水文循环和火山活动增加,熔岩流切割基岩,这将改变为原生矿物侵蚀模式,形成次生粘土。

这些粘土吸收了钙和镁,破坏了钙向海洋的迁移和碳酸盐-硅酸盐循环 陆地硅酸盐岩石溶解和海洋碳酸盐形成。

最后,将达到一个临界点,从而循环再次逆转,粘土溶解超过粘土形成。

因此,全球大气二氧化碳和地表温度的增加以及侵蚀可能会使MECO持续更长时间,Krause博士的模型表明,大约4000万年前的这种风化状态与今天经历的没有太大不同。

格陵兰鲨在加勒比海出没

格陵兰鲨(学名:Somniosus microcephalus)最著名的特征是生活在寒冷的北极。

但新研究显示,它们在全球深海的冰冷区域可能比先前以为的分布更广。

PHOTOGRAPH BY FRANCO BANFI, NATURE PICTURE LIBRARY研究人员德凡希.卡萨纳与同事在贝里斯格洛弗礁抓到这只睡鲨──几乎能确定是格陵兰鲨。

这是睡鲨在加勒比海西部出没的首次纪录。

PHOTOGRAPH BY DEVANSHI KASANA, FLORIDA INTERNATIONAL UNIVERSITY(神秘的地球uux.cn报道)据美国国家地理(撰文:ANNIE ROTH 编译:涂玮瑛):神秘的深海北极鲨鱼在加勒比海出没!研究人员在贝里斯沿岸海域发现一只格陵兰鲨(Greenland shark),显示这种鲨鱼可能比我们先前以为的分布更广。

大多数鲨鱼的生活依然笼罩在谜团里,格陵兰鲨也不例外──但我们近期的发现非常特殊。

过去数十年来,科学家已经发现这些古老的北极动物能存活400年以上,而且经常因为附着在它们角膜上的寄生虫而失明。

虽然它们的主食是鱼类和鱿鱼,但我们已经知道它们会吃哺乳动物的尸体,例如马、驯鹿,甚至是北极熊。

最近一次的惊奇事件发生在2022年春季,当时科学家在加勒比海西部发现一只格陵兰鲨,那里离我们所知的格陵兰鲨栖息范围有数千公里远。

虽然科学家研究这些鲨鱼时,早已学会准备好面对意料之外的事,但这次目击事件仍然令人震惊。

佛罗里达国际大学的一名博士候选人德凡希.卡萨纳(Devanshi Kasana)说:「这让人既惊讶又兴奋。

」她和贝里斯的捕鱼团队在一次鼬鲨(tiger shark)标记考察中意外捉到这只格陵兰鲨。

他们的发现于7月发表在《海洋生物学》(Marine Biology)期刊上。

虽然卡萨纳无法采集DNA检体来确认这只鲨鱼的身分,但它的照片让鲨鱼专家相信,它最有可能是格陵兰鲨。

这次奇异的目击事件使人开始怀疑格陵兰鲨真正的分布范围,原本大家都相信它们只栖息在北大西洋的寒冷水域。

意外目击这次目击事件发生在贝里斯南部沿岸海域,靠近全世界第二长的堡礁。

当时卡萨纳把一条多钩长线放进格洛弗礁(Glover’s Reef)边缘的深海区,格洛弗礁是一处部分沉没的环礁。

她的目标是捕捉和标记鼬鲨,以便研究它们的行动及生态学。

目击当天的天气狂风大作,考察团队已经在考虑放弃行动,但接着他们开始收回渔线。

帮助卡萨纳进行研究的渔民之一赫克托.马丁尼兹(Hector Martinez)说:「我们马上就知道渔线上有很重的东西。

」连接渔线的液压式卷线器拼尽全力将钓到的东西拉到水面。

经过两小时的对抗,这只鲨鱼终于现身了。

起初卡萨纳和考察团队不确定他们见到的动物是什么。

她说:「那只个体来到水面时,即使我们所有人加起来有多年的捕鱼经验,还是认不出它是什么动物。

」她当时认为或许是六鳃鲨(six-gill shark),全世界的深海水域都可以找到这种动物。

她将这只鲨鱼的照片寄给她的博士学位指导教授:佛罗里达州莫特海洋实验室与水族馆的主任狄米恩.查普曼(Demian Chapman)。

查普曼说这不是六鳃鲨。

根据他的判断,这可能是格陵兰鲨。

远离家园?这些体型巨大的鲨鱼体长可达7公尺,体重可达1.5公吨。

虽然我们已经知道格陵兰鲨会猎捕海豹、鱼类和鱿鱼,但它们主要以腐食为生,而且会吃掉沉到海床上的大型哺乳动物遗骸。

科学家最近将格陵兰鲨称为世界最长寿的脊椎动物。

科学家估计它们可以存活400年以上,而在2016年,格陵兰沿岸海域发现一只272岁的个体。

科学家可以对格陵兰鲨眼睛中心的组织进行放射性碳定年法,借此确认它们的年龄,因为那个部位是由鲨鱼出生时形成的蛋白质所构成。

格陵兰鲨是北冰洋最大的鱼,也是当地全年唯一出没的鲨鱼。

科学家不太确定它们的族群等级,但认为它们的数量正在下降,国际自然保护联盟(IUCN)也认为它们属于「易危」物种。

虽然格陵兰鲨有时会在浅海现身,但它们可以生活在2200公尺深的水域,并忍受介于摄氏零下2度至正7度之间的温度。

格陵兰鲨属于睡鲨(sleeper shark),而睡鲨很适应寒冷海水的环境。

它们会缓慢行动来保存体力,它们的组织含有高浓度类似防冻剂的化学复合物,能防止冰晶凝结。

这些适应特征使它们即使在最冷的北极海域都能存活。

因此,尽管睡鲨曾在接近赤道的区域出现过几次,但在贝里斯发现一只睡鲨仍然令人意外。

非营利保育组织Oceans North的北极渔业专家布琳.迪瓦恩(Brynn Devine)说:「在热带地区目击一只格陵兰鲨的纪录非常珍贵。

」迪瓦恩说:「我们不怎么了解它们在极区以外的分布状况。

我们正在从这类观察活动中对这些鲨鱼有更多认识〔……〕但关于这个物种,我们依然有一些还没解决的知识缺口。

」尽管加勒比海的深海区离北极很远,却也非常寒冷──而且显然极为适合这些动物生存。

卡萨纳说,包括格陵兰鲨在内的睡鲨确实有可能栖息在世界各处的深海。

不过,这类目击事件很少发生。

「我们不太了解加勒比海的深海区。

」鲨鱼生物学家兼《世界鲨类》(Sharks of the World)的作者大卫.伊伯特(David Ebert)说:「幸好这位学生能够拍到这只鲨鱼的照片,否则我们可能不知道它在那里。

」虽然卡萨纳和她的团队当天捉到的鲨鱼不是她原本想捉的,但她很高兴自己可以记录到这只鲨鱼在那片区域出没。

贝里斯政府最近宣布三处环礁(包括格洛弗礁及其周围的深水域)是鲨鱼保护区。

卡萨纳说:「我们非常高兴能遇到这么特别的事。

」她补充说,她希望这项发现将会「协助保卫任何在格洛弗礁水域漫游且尚未被人发现的生物」。

竞争而非气候限制了热带山区鸟类物种的分布范围

竞争而非气候限制了热带山区鸟类物种的分布范围(Credit: Becky Matsubara, Macaulay Library, Cornell Lab of Ornithology)(神秘的地球uux.cn报道)据EurekAlert!:一项针对全球31个山区的新研究表明,热带山区是地球上最热的生物多样性热点之一,那里的鸟类多样性分布是由鸟类与其它物种的竞争(而非气候)决定的。

研究结果表明,物种间的相互作用对热带山区生物多样性所起的塑成作用要比以前所认识的大得多,它们为热带山区物种如何应对气候变化提供了新的见解。

热带山区是地球上生物多样性最丰富的地区之一:仅在狭窄的海拔范围内就常常生活着完全不同的物种群——这一模式与温带山区的物种大不相同,因为温带山区的物种多样性往往分布于更广的海拔范围内。

人们普遍认为,这种模式是对热带气候的温度季节性变化低所产生的适应性结果。

虽然热带山区的温度包括从低地区域的炎热到高地区域的寒冷,但它们在全年中的任何给定的海拔高度上都保持相对稳定,因此沿着山坡会形成不同的气候生态位;对无数这类生态位的生理适应导致了热带山区大量物种的积累。

然而,某些研究人员认为,物种间竞争(而非气候影响)可能也会限制热带山区物种分布的海拔范围。

为了评估这两种相互矛盾的假设,Benjamin Freeman和同事利用eBird的440万个精细位置记录对全球31个山区内的森林鸟类物种分布的海拔范围进行了比较分析;eBird是一个全球鸟类分布和丰度的公众科学数据库。

与主要的假设相反,Freeman等人发现,在较小的海拔范围内,物种丰度是比温度季节性更好的预测因子,表明狭窄海拔范围内的热带鸟类多样性更多地是由物种间的相互作用和竞争(而不是气候)驱动的。

然而,据作者披露,这些模式是否可以推广到其它非鸟类分类群则是一个尚未回答的关键问题。

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