藻类化石揭示了5亿年的气候变化

地球科学家可以追溯时间，重建地质过去和古气候，以更好地预测未来的气候条件。荷兰海洋研究所(NIOZ)和乌得勒支大学的科学家成功开发了一种新的指示物(试剂)2——古代一氧化碳水平，它使用有机分子植物和叶绿素碎片。这种新的有机试剂不仅连续提供了最连续的二氧化碳浓度记录，而且打破了其时间跨度的记录，覆盖了5亿年。数据显示，过去需要数百万年来增加二氧化碳的概念，现在它正在以一个世纪的水平发生。这些结果于11月28日在科学进展发表。

随着今天二氧化碳的增加，了解这些变化会产生什么样的影响至关重要。为了更好地预测未来，我们必须知道CO2以上长期变化的地质历史。过去的CO2可以直接测量，比如冰芯中含有古气体的气泡。但是冰芯的有效时间是有限的，是一百万年。为了走得更远，回到过去，地球科学家开发了有限公司2的各种间接测量方法，从藻类、树叶、古代土壤和古代沉积物中储存的化学物质等物质来重建过去的环境条件。

植烷，一种新的旅行方式

一种新的试剂，利用叶绿素的降解产物，允许地球化学推断历史二氧化碳在深层时间水平的连续记录。NIOZ的科学家最近在从寒武纪到现代的海平面上开发了一种很有前途的新有机试剂2，以揭示5亿年的二氧化碳

使用这种新药剂，他们可以连续记录古代的二氧化碳水平。“我们已经开发并验证了一种新的时间旅行方式——更远的时间和更多的地方，”NIOZ科学家凯特琳维特科夫斯基说。“通过种植，我们现在有了最长的二氧化碳记录和单一的海洋因子。这些新数据对于现在能够对未来做出更准确预测的建模人员非常有价值。”

维特科夫斯基和他的同事从深海岩芯和世界各地的石油中挑选了300多个海洋沉积物样本，反映了过去5亿年中的大多数地质时期。

化石分子

过去的化学反应可以“储存”在化石分子中，因此它们可以反映各种古代环境条件。地球化学可以“解读”这些条件，比如海水的温度、酸碱度、盐度和二氧化碳水平。有机物，如植烷，反映了CO 2海水或大气(PCO2)的压力。

绿色小英里

虽然所有有机物都有反射CO 2的潜力，但植烷是特殊的。植烷是绿色世界的色素。任何通过光合作用吸收阳光的东西，包括植物、藻类和一些细菌，都含有叶绿素，植物来源于叶绿素。植物和藻类产生的二氧化碳和氧气。没有这些小小的绿色英里，我们的世界将会不同。

叶绿素在世界各地都有发现，因此植物烷无处不在，是腐烂和化石生物量的主要成分。维特科夫斯基说：“植烷在一段时间内不会发生化学变化，尽管它已经有几百万年的历史了。

碳同位素分馏

过去，CO2是通过光合作用过程中的碳同位素分馏从植酸等有机物中估算出来的。当CO2被占据时，植物和藻类喜欢重碳同位素(13)中的轻碳同位素(12C)。当周围水或大气中的CO2水平较低时，他们只使用重碳同位素。因此，这两种同位素之间的比率反映了生长过程中环境中的二氧化碳水平。

这也解释了为什么维特科夫斯基没有使用陆地植物作为她的研究来源，而是只使用来自(化石)海洋来源的植物烷。世界上的植物分为所谓的C3植物和C4植物，每种植物都有自己独特的重量碳比。与植物同行相比，浮游植物的比例非常相似。维特科夫斯基：“通过只选择海洋资源，我们可以限制数据集中植物来源的不确定性。”

“在我们的数据中，我们看到高水平的二氧化碳，达到1000 ppm，而不是今天的410 ppm。在这方面，目前的水平并不独特，但这些变化的速度是前所未有的。通常持续数百万年的变化现在发生在一个世纪内。这些额外的二氧化碳数据可以帮助我们了解地球的未来。”在未来的研究中，植物甾烷可以用来追溯早于20亿年前首次在样本中发现的表现。

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