來自倫敦大學(xué)學(xué)院(UCL)、瑞典自然歷史博物館、自然歷史博物館(倫敦)和佛羅倫薩大學(xué)的一個(gè)國際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一種非凡的化石類型,其直到現(xiàn)在幾乎完全沒有被注意到。
這些化石是數(shù)百萬年前生活在海洋中的單細(xì)胞浮游生物的微觀印記,或稱為“幽靈” ,它們的發(fā)現(xiàn)使人們對(duì)氣候變化如何影響海洋中的浮游生物有了革命性的認(rèn)識(shí)。
顆石藻(coccolithophore)在今天的海洋中非常重要,它提供了我們呼吸的大部分氧氣、支持海洋食物網(wǎng)并將碳鎖在海底沉積物中。它們是一種微小的浮游生物,它們的細(xì)胞周圍有堅(jiān)硬的鈣質(zhì)板–通常在巖石中化石的東西。
這些化石的豐度在過去多次全球變暖事件中都有記錄,這表明這些浮游生物受到了氣候變化和海洋酸化的嚴(yán)重影響。然而今日發(fā)表在《科學(xué)》上的一項(xiàng)研究提出了來自三次侏羅紀(jì)和白堊紀(jì)變暖事件(9400萬年前、1.2億年前和1.83億年前)的豐富的幽靈化石的新全球記錄,它們表明顆石藻對(duì)過去的氣候變化比以前認(rèn)為的更有彈性。
瑞典自然歷史博物館的Sam Slater博士說道:“這些美麗的幽靈化石的發(fā)現(xiàn)是完全出乎意料的。我們最初發(fā)現(xiàn)它們保存在花粉化石的表面,而且很快就發(fā)現(xiàn),在正常的球石藻化石本應(yīng)該罕見或不存在的時(shí)間段內(nèi),它們卻大量存在–這完全是一個(gè)驚喜!”
盡管它們的尺寸非常小,但在目前的海洋中,球石藻的數(shù)量可能非常多,并從太空中可以看到云狀的花朵。死后,它們的鈣質(zhì)外骨骼沉入海底、大量堆積并形成白堊等巖石。
Paul Bown教授(UCL)表示:“這些幽靈化石的保存確實(shí)非常了不起。它們非常小–它們的長度約為千分之五毫米,是人類頭發(fā)的寬度窄1/15!–盡管原始板塊本身已經(jīng)溶解了,但它們的細(xì)節(jié)卻非常清晰,它們被壓在古代有機(jī)物的表面?!?/p>
幽靈化石是在海底的沉積物被掩埋并變成巖石時(shí)形成的。隨著更多的泥漿逐漸沉積在上面,由此產(chǎn)生的壓力將顆石藻板和其他有機(jī)物殘骸擠壓在一起,堅(jiān)硬的顆石藻板被壓在花粉、孢子和其他軟質(zhì)有機(jī)物的表面。后來,巖石空間中的酸性水溶解了顆石藻,只留下了它們的印記–幽靈。
Vivi Vajda教授(瑞典自然歷史博物館)解釋稱:“通常情況下,古生物學(xué)家只搜索顆石藻化石本身,如果他們沒有發(fā)現(xiàn)任何顆石藻,那么他們往往會(huì)認(rèn)為這些古老的浮游生物群落已經(jīng)崩潰。然而這些幽靈化石向我們表明,有時(shí)化石記錄會(huì)欺騙我們,這些鈣質(zhì)浮游生物可能有其他的保存方式,在試圖了解對(duì)過去氣候變化的反應(yīng)時(shí)需要考慮到這一點(diǎn)?!?/p>
Silvia Danise教授(佛羅倫薩大學(xué))則表示:“幽靈化石在化石記錄中可能非常常見,但由于其微小的尺寸和隱秘的保存方式,它們一直被忽視了。我們認(rèn)為,這種奇特的化石類型在未來會(huì)很有用,特別是在研究化石記錄中缺少原始顆石藻的地質(zhì)區(qū)間時(shí)。”
這項(xiàng)研究的重點(diǎn)是托阿爾期大洋缺氧事件(T-OAE),這是侏羅紀(jì)早期全球快速變暖的一個(gè)區(qū)間,由南半球的大規(guī)?;鹕交顒?dòng)導(dǎo)致大氣中的二氧化碳含量增加而引起。研究人員在英國、德國、日本和新西蘭都發(fā)現(xiàn)了跟T-OAE有關(guān)的幽靈化石,但也發(fā)現(xiàn)了白堊紀(jì)兩個(gè)類似的全球變暖事件:瑞典的海洋缺氧事件1a(1.2億年前)和意大利的海洋缺氧事件2(9400萬年前)。
“這些幽靈化石表明,在過去侏羅紀(jì)和白堊紀(jì)的變暖事件中,浮游生物是豐富、多樣和繁榮的,以前的記錄認(rèn)為浮游生物因海洋酸化而崩潰,”Richard Twitchett教授(倫敦自然歷史博物館)說道,“這些化石正在改寫我們對(duì)鈣質(zhì)浮游生物如何應(yīng)對(duì)變暖事件的理解?!?/p>
最后,Sam Slater博士表示:“我們的研究表明,在過去的這些變暖事件中,浮游藻類非常豐富并促成了海洋死亡區(qū)的擴(kuò)大,在那里,海底的氧氣水平太低,大多數(shù)物種無法生存。這些條件–包括浮游生物的大量繁殖和死亡區(qū)–可能會(huì)在我們?nèi)蜃兣暮Q笾凶兊酶悠毡?。?/p>