大约一亿两千万年前，地球经历了一次极端的环境破坏，窒息了海洋中的氧气。
被称为海洋缺氧事件(OAE) 1a，缺氧的水域导致了一次小规模但重大的物种灭绝，影响了整个地球。在白垩纪早期的这个时期，一整个海洋浮游生物家族几乎消失了。
通过测量纳米浮游生物化石中的钙和锶同位素丰度，西北地球科学家得出结论，昂通爪哇高原大火成岩省(LIP)的喷发直接触发了OAE1a。Ontong爪哇火山爆发了700万年，规模与阿拉斯加差不多，是迄今为止已知的最大的火山活动之一。在此期间，它向大气中喷射出数吨的二氧化碳(CO2)，将地球推入温室期，使海水酸化，海洋窒息。
西北大学博士生、该研究的第一作者王九元说:“我们回到过去研究温室时期，
杏耀客服q3451-8577 ，因为地球现在正走向另一个温室时期。”“展望未来的唯一方法是了解过去。”
这项研究于上周(12月16日)在线发表在《地质学》杂志上。这是首次将稳定锶同位素测量方法应用于古海洋缺氧事件的研究。
Andrew Jacobson, Bradley Sageman和Matthew Hurtgen都是西北大学温伯格艺术与科学学院的地球和行星科学教授，杏耀网址他们共同撰写了这篇论文。王教授是这三位教授的联合顾问。
线索内部核
纳米浮游生物的外壳和许多其他海洋生物的外壳是由碳酸钙构成的，碳酸钙与白垩、石灰石和一些抗酸药片中的矿物质相同。当大气中的二氧化碳在海水中溶解时，会形成一种弱酸，这种弱酸可以抑制碳酸钙的形成，甚至可能溶解已有的碳酸盐。
为了研究白垩纪早期的地球气候，西北大学的研究人员检查了一个从中太平洋山脉采集来的1600米长的沉积物核。岩心中的碳酸盐形成于大约1.27亿至1亿年前的热带浅水环境，目前在深海中被发现。
Sageman说:“考虑到地球的碳循环，碳酸盐是最大的碳储存库之一。”“当海洋酸化时，它基本上融化了碳酸盐。我们可以看到，这个过程正在影响利用碳酸盐来建造外壳和骨骼的生物矿化过程，这是由于人类活动导致大气中二氧化碳的增加而引起的结果。”
锶作为确证证据
以往的研究分析了海相碳酸盐岩的钙同位素组成。然而，数据可以通过多种方式进行解释，碳酸钙可以随着时间的推移而变化，模糊了在其形成过程中获得的信号。在这项研究中，西北大学的研究人员还分析了锶的稳定同位素——一种在碳酸盐化石中发现的微量元素——以获得更全面的了解。
“钙同位素数据可以用多种方式解释，”雅各布森说。“我们的研究通过观察发现，钙和锶同位素在碳酸钙形成过程中表现相似，但在埋藏时发生的蚀变过程中并非如此。在这项研究中，钙锶同位素‘多代理’提供了强有力的证据，表明OAE1a期间的信号是‘初级的’，并与海水化学有关。”
“稳定的锶同位素不太可能随着时间发生物理或化学变化，”王补充说。“另一方面，钙同位素在一定条件下很容易改变。”
研究小组在西北大学雅各布森的清洁实验室使用高精度技术分析了钙和锶的同位素。方法包括溶解碳酸盐样品，杏耀登录地址分离元素，然后用热电离质谱仪分析。长期以来，研究人员一直怀疑唇疹会导致海洋酸化。雅各布森说:“海洋酸化和大气二氧化碳水平之间有直接联系。”“我们的研究为Ontong爪哇高原火山喷发与海洋酸化之间的联系提供了关键证据。根据化石记录提供的线索，人们认为这是事实，但地球化学数据缺乏。”
模拟未来气候变暖
通过了解海洋如何应对极端变暖和大气中二氧化碳的增加，研究人员可以更好地了解地球如何应对当前人为造成的气候变化。目前，人类正在把地球推入一个新的气候，这正在使海洋酸化，并可能导致另一次大规模灭绝。
“过去的温室效应时期和现在人类活动造成的变暖的区别在时间尺度上，”Sageman说。“过去的事件已经展开了几万至数百万年。在不到200年的时间里，我们正在使全球变暖达到(或更高)的水平。”
雅各布森补充说:“我们了解未来的最佳方式是通过计算机建模。”“我们需要过去的气候数据来帮助建立未来更准确的模型。”
