科学家们不可能穿越到过去来测量地球温度,因此他们利用一些指示物来推测过去的气候,其中一种最普遍的途径就是通过存在于海洋沉积岩中一些微小的海洋生物遗体—有孔虫的研究。有孔虫是一种沙粒大小的海洋原生生物,它们的壳可以形成方解石。伴随着有孔虫的生长,它们会将海水中的镁元素吸收到壳里。另一方面,海水的温度越高,有孔虫吸收的镁越多,温度越低它们就吸收得越少。因此,科学家们可以从有孔虫壳中镁的含量,推算数千年甚至数万年前的海洋水温,这些指标是了解过去气候的重要工具。
然而,对活的有孔虫的研究表明,即使海水的温度不变,壳中的镁也可以变化。本周刊在《NatureCommunications》杂志一项新的研究证实,镁的变化与简单的白天-黑夜的周期(昼夜节律)有关。
为了解有孔虫怎样生长以及什么因素引起壳内镁的变化,俄勒冈州立大学、加州大学戴维斯分校、华盛顿大学和太平洋西北国家实验室的科学家团队在严格可控的实验室条件下,培育了一个多房室有孔虫物种—Neogloboquadrinadutertrei,采用高分辨率成像技术研究这些实验室培育的标本。该论文第一作者俄勒冈州立大学海洋生物地球化学家和古海洋学家珍妮弗·费伦巴赫表示,多房室有孔虫在晚上会吸收较大量的镁,而在白天则吸收少量的镁,和单室有孔虫的生长模式一样。该研究证实,两个不同生态位的不同有孔虫物种壳内镁含量的变化可由相同机制驱动而成;镁元素与有孔虫壳形成的过程本质上相关,而非其他环境因素。活体有孔虫壳内镁含量的变化不会改变其作为温度衡量指标的效用,反而这项研究为有孔虫壳的生成的机制提供了新的认识,并为利用它们作为重现过去海洋温度的工具增加了理解。