地球科學家可以追溯時間，重建地質(zhì)過去和古氣候，以更好地預測未來的氣候條件。荷蘭海洋研究所(NIOZ)和烏得勒支大學的科學家成功開發(fā)了一種新的指示物(試劑)2——古代一氧化碳水平，它使用有機分子植物和葉綠素碎片。這種新的有機試劑不僅連續(xù)提供了最連續(xù)的二氧化碳濃度記錄，而且打破了其時間跨度的記錄，覆蓋了5億年。數(shù)據(jù)顯示，過去需要數(shù)百萬年來增加二氧化碳的概念，現(xiàn)在它正在以一個世紀的水平發(fā)生。這些結(jié)果于11月28日在科學進展發(fā)表。
隨著今天二氧化碳的增加，了解這些變化會產(chǎn)生什么樣的影響至關(guān)重要。為了更好地預測未來，我們必須知道CO2以上長期變化的地質(zhì)歷史。過去的CO2可以直接測量，比如冰芯中含有古氣體的氣泡。但是冰芯的有效時間是有限的，是一百萬年。為了走得更遠，回到過去，地球科學家開發(fā)了有限公司2的各種間接測量方法，從藻類、樹葉、古代土壤和古代沉積物中儲存的化學物質(zhì)等物質(zhì)來重建過去的環(huán)境條件。
植烷，一種新的旅行方式
一種新的試劑，利用葉綠素的降解產(chǎn)物，允許地球化學推斷歷史二氧化碳在深層時間水平的連續(xù)記錄。NIOZ的科學家最近在從寒武紀到現(xiàn)代的海平面上開發(fā)了一種很有前途的新有機試劑2，以揭示5億年的二氧化碳
使用這種新藥劑，他們可以連續(xù)記錄古代的二氧化碳水平?！拔覀円呀?jīng)開發(fā)并驗證了一種新的時間旅行方式——更遠的時間和更多的地方，”NIOZ科學家凱特琳維特科夫斯基說?！巴ㄟ^種植，我們現(xiàn)在有了最長的二氧化碳記錄和單一的海洋因子。這些新數(shù)據(jù)對于現(xiàn)在能夠?qū)ξ磥碜龀龈鼫蚀_預測的建模人員非常有價值。”
維特科夫斯基和他的同事從深海巖芯和世界各地的石油中挑選了300多個海洋沉積物樣本，反映了過去5億年中的大多數(shù)地質(zhì)時期。
化石分子
過去的化學反應可以“儲存”在化石分子中，因此它們可以反映各種古代環(huán)境條件。地球化學可以“解讀”這些條件，比如海水的溫度、酸堿度、鹽度和二氧化碳水平。有機物，如植烷，反映了CO 2海水或大氣(PCO2)的壓力。
綠色小英里
雖然所有有機物都有反射CO 2的潛力，但植烷是特殊的。植烷是綠色世界的色素。任何通過光合作用吸收陽光的東西，包括植物、藻類和一些細菌，都含有葉綠素，植物來源于葉綠素。植物和藻類產(chǎn)生的二氧化碳和氧氣。沒有這些小小的綠色英里，我們的世界將會不同。
葉綠素在世界各地都有發(fā)現(xiàn)，因此植物烷無處不在，是腐爛和化石生物量的主要成分。維特科夫斯基說：“植烷在一段時間內(nèi)不會發(fā)生化學變化，盡管它已經(jīng)有幾百萬年的歷史了。
碳同位素分餾
過去，CO2是通過光合作用過程中的碳同位素分餾從植酸等有機物中估算出來的。當CO2被占據(jù)時，植物和藻類喜歡重碳同位素(13)中的輕碳同位素(12C)。當周圍水或大氣中的CO2水平較低時，他們只使用重碳同位素。因此，這兩種同位素之間的比率反映了生長過程中環(huán)境中的二氧化碳水平。
這也解釋了為什么維特科夫斯基沒有使用陸地植物作為她的研究來源，而是只使用來自(化石)海洋來源的植物烷。世界上的植物分為所謂的C3植物和C4植物，每種植物都有自己獨特的重量碳比。與植物同行相比，浮游植物的比例非常相似。維特科夫斯基：“通過只選擇海洋資源，我們可以限制數(shù)據(jù)集中植物來源的不確定性。”
“在我們的數(shù)據(jù)中，我們看到高水平的二氧化碳，達到1000 ppm，而不是今天的410 ppm。在這方面，目前的水平并不獨特，但這些變化的速度是前所未有的。通常持續(xù)數(shù)百萬年的變化現(xiàn)在發(fā)生在一個世紀內(nèi)。這些額外的二氧化碳數(shù)據(jù)可以幫助我們了解地球的未來?！痹谖磥淼难芯恐?，植物甾烷可以用來追溯早于20億年前首次在樣本中發(fā)現(xiàn)的表現(xiàn)。
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