从意大利古比奥察觉的微小的古老浮游有孔虫的扫描电子显微镜图像。版权：加布里埃拉·基奇
来自印度洋东部，澳大利亚西南部近海的沉积物岩心。颜色较浅的就业形势合集沉积岩（右下）富含海洋酸化事情前沉积的碳酸盐微化石，较深的泥岩（左）代表海洋酸化发生的时间间隔。由于在酸化事情中没有腐蚀性更强的海水引发的碳酸盐微化石，这些石头颜色较深。版权：马特琼斯
（神秘的地球uux.cn）据美国物理学家组织网（西北大学）：近1亿年前，地球历程了一次极端的生态破坏，使海洋中的氧气窒息，导致海洋灭绝水平升高，作用了全部地球。
如今，在两项互补的新探究中，两个西北大学领导的地球科学家团队报表了导致这一事情发生的事情的时间顺序和特征的新察觉，称为海洋缺氧事情2（OAE2），这是40多年前由已故西北大学教授西摩·施兰格（Seymour Schlanger）共同察觉的。
经由探究从全球三个地点提取的保存完好的浮游微化石和众多沉积物，探究小组收集了直接证据表明，秋季关注电池续航，未来走向备受关注由于二氧化碳（CO2）海底大规模火山复合体喷发的排放。
在其中一项新探究中，探究人员还提出了一个新的假设来阐释为什么海洋酸化导致奇怪的低温（被称为“Plenus冷事情”），这短暂地中断了原本相当炎热的温室时期。
经由确认一氧化碳的涌入2从火山作用海洋化学，生物矿化和气候，探究人员期盼更好地知晓当今地球如何应对CO的增多。2由于人类促销，这或许会导致适应和减轻预期后果的解决计划。
一篇论文，其中包含深海岩心的察觉，含有澳大利亚西南部附近新钻探的地点，将于周四（1月19日）发表在《自然地球科学》杂志上。12月13日，一篇详尽说明古代畸形微化石察觉的补充论文发表在《自然》杂志《通信地球与生态》上。
“海洋酸化和缺氧是由众多一氧化碳引发的2从火山中释放，“西北大学的布拉德·萨格曼（Brad Sageman）说，他是这两项探究的高级合著者。“这些首要的 CO2地球历史上的排放事情为我们提供了地球操控系统如何响应众多一氧化碳的最佳例子。2.这项岗位针对我们对气候操控系统的预测固态硬盘排行理解以及我们预测前方会发生什么的能力具有根本的适用性。
“基于元素钙的同位素确认，我们提出了对Plenus冷事情的或许阐释，即由于海洋酸化而导致的生物钙化速率减慢允许碱度积聚在海水中，”西北大学的Andrew Jacobson说，他是这两项探究的高级合著者。“碱度增多导致一氧化碳缩减2从大气层。很或许是，这种变冷是变暖的可预测但短暂的后果。我们的OAE2结局为海洋碱度增强提供了地质模拟，这是缓解人为气候危机的领先策略。
白垩纪气候和同位素地球化学专家萨格曼和雅各布森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。这两项探究由他们过去的博士生Gabriella Kitch和Matthew M. Jones领导，他们在西北大学时发起了这项探究。
重建白垩纪条件
基于40多年的探究，OAE2是地球上发生的全球碳循环中最重大的扰动之一。探究人员假设，在OAE2期间，海洋中的氧气含量下降得如此之低，以至于海洋灭绝率显着增多。以便更好地知晓这一事情及其导致这一事情的深夜业内智能手机，业内人士这样看条件，探究人员探究了广泛分布的露头地点的古代有机富碳和含化石沉积岩层，以及海外海洋察觉打算（IODP）获得的深海岩芯。
这些遗址含有意大利的古比奥（意大利大陆的一个著名区域，曾经是一个深海盆地），西部内陆海道（从墨西哥湾延伸到北美北冰洋的古老海底）和几个深海遗址，含有来自澳大利亚西南部近海印度洋东部的新遗址。
深海岩心提供了在开发海洋钻探打算之前完全未知的古海洋若干区域的宝贵记录。在所有三个核心中，探究人员都专注于白垩纪中期的若干，就在图罗尼亚和塞诺曼时代边界之前，以重建导致OAE2的条件。
“在地质过去探究海洋酸化的考验若干是我们没有古老的海水，”琼斯说，他如今是史密森学会的彼得巴克博士后探究员。“你很少能找到任何相似于岩石或矿物中的古代海水的东西。所以，我们必须寻找间接证据，尤其是化石贝壳和岩化沉积物化学的转变。
畸形化石
针对发表在Communications Earth & Environment上的探究，Kitch和她的合著者专注于化石有孔虫，海洋栖息的单细胞生物，外壳由碳酸钙制成，由意大利兴办者，乌尔比诺大学的Rodolfo Coccioni教授在Gubbio站点收集。
Kitch和她的兴办者被Gubbio标本所吸引，由于Coccioni对其壳的光学观察和测量显示出异常，含有一致的“侏儒”模式或整体尺寸的减小，与OAE2的发病相吻合。
“这些是压力的光学迹象，”Kitch说，他如今是全国海洋和大气治理局的Knauss探究员。“我们假设压力或许是由海洋酸化引发的，然后作用了生物兴办贝壳的方式。
以便测试这一假设，基奇确认了化石的钙同位素组成。在溶解化石外壳并用热电离质谱仪确认其成分后，西北大学的探究小组观察到畸形标本中的钙同位素比率以与酸化应力一致的方式移动。
“这是第一篇将钙同位素证据与压力生物指标观察相结合的论文，”Sageman说。“正是这些独立的生物和地球化学观察证实了OAE2着手时对生物矿化的作用。
“因果关系”
在发表在《自然地球科学》上的第二项探究中，琼斯和他的合著者专注于澳大利亚西南部近海岩化沉积物的深海核心，他和同仁在2017年的IODP探险中收集了这些沉积物。针对这块拼图，探究人员对沉积物中的东西不太感兴趣，而对沉积物显著缺乏的东西更感兴趣。
核心包含成堆的石灰石，富含碳酸钙矿物质，但在OAE2之前忽然没有碳酸盐。
“在这个时间间隔内，我们察觉方解石不存在，”琼斯说。“没有碳酸盐矿物。核心的这一若干显著更暗;它直接向我们跳了出来。碳酸盐要么溶解在海底，要么更少的生物在地表水中制造碳酸钙壳。这是对海洋酸化事情的直接观察。
在与杜伦大学的Dave Selby教授兴办开展的地球化学确认中，琼斯注意到碳酸盐并不是唯一显示出显着转变的成分。与OAE2的着手相吻合，锇同位素比率也发生了显着转变，这表明地幔衍生的锇众多输入，这是一次重大海底火山促销的指纹。这一观察结局与许多其他探究人员的岗位一致，他们察觉了OAE2之前大型火成岩省（LIP）喷发的证据。
这些大规模火山促销的事情发生在全部地球历史中，并越来越被觉得是全球转变的首要合作者。许多LIP是潜艇，注入了数吨一氧化碳2直接进入海洋。当一氧化碳2溶解在海水中，形成弱酸，可以抑制碳酸钙的形成，乃至或许溶解预先存在的碳酸盐壳和沉积物。
“就在OAE2着手时，锇同位素比率转变为相当相当低的值，”琼斯说。“唯一或许发生的方法是经由大型火成岩省喷发。这有助于我们兴办因果关系。我们可以目睹火山真正活跃的证据，由于锇值崩溃。然后，忽然之间，没有碳酸盐了。
生物反馈
尽管LIP之后的海洋酸化并不一定令人惊讶，但西北大学团队的确察觉了一些不寻常的东西。OAE2期间的酸性条件比古代全球其他被广泛认可的酸化事情持续时间要长得多。琼斯觉得，海水中缺氧或许延长了酸化状态。
“在OAE2期间消耗下沉浮游生物和水柱中有机物的生物也在呼吸一氧化碳2，这导致了最初由一氧化碳引发的海洋酸化2LIP火山促销的排放，“琼斯说。“所以，海洋缺氧或许是对海洋酸化的'正反馈'。这很重大，由于今日的全球海洋除了pH值下降外，氧气含量也在下降。这表明氧气的缩减或许会延长酸化，并突出表明这两种现象密切有关。
在Kitch的探究中，她察觉生物学在事情中发挥了另一个作用。全球变暖和海洋酸化不只被动地作用有孔虫。生物体在兴办外壳时也经由下降钙化率来积极响应。随着钙化减慢，有孔虫消耗的海水碱度缩减，这有助于缓冲海洋不断增多的酸度。这也提升了海洋吸收一氧化碳的能力2，或许会触发全会冷事情。
“我们称这一阶段为'温室时期'，由于温度相当相当温馨，”基奇说。“但是，有证据表明OAE2间隔期间相对冷却。没有人能够阐释为什么会发生这种冷却。我们的探究表明，经由缩减海洋中的碳酸盐产量，你实际上提升了碱度，这使海洋具有缓冲吸收一氧化碳的能力。2.海洋忽然有能力吸收一氧化碳2并平衡碳通量。
稳定“是有代价的”
但仅仅由于短暂的冷却打断了这个温室时期，探究人员警告说，海洋缓冲一氧化碳的自然能力。2不是当前人为气候转变的答案。萨格曼经由将气候转变与癌症开展较为来阐释这一情景。
“这就像一个病人得了癌症，癌症消失了一个月，”萨格曼说。“但后来它回来了，杀死了病人。不要被愚弄，以为海洋会让我们降温，一切都会好起来的。有一小段时间很酷。
“尽管地球反弹并自我疗愈，但海洋领域的灭绝有助于做到这一目标，”雅各布森补充道。“地球有一些稳定的反馈，但它们是有代价的。