冰棲藻類為海冰「代言」,氣候模型得強援

2021-01-08 科技工作者之家

海冰蘊含著地球氣候變化的重要信息。

海冰是反映地球氣候變化的關鍵指標之一。《自然通訊》雜誌當地時間1月4日報導，美國布朗大學的研究人員發現，一種常見於高緯度海洋沉積物中的有機分子——四不飽和烯酮（C37:4）是由此前未知的冰棲藻類產生的。隨著海冰濃度的漲落，與之相關的藻類和它們遺留下的分子也會產生相應變化。

這一新發現有望為科學家們提供重建有關古代海冰數量和分布信息的工具，進而幫助解釋人類活動引發的氣候變化。

「我們證實，C37:4與海冰濃度的關聯性極高。」論文作者、布朗大學博士生Karen Wang說，「通過分析不同年代沉積物中該分子的濃度，我們可以重現過去不同時期的海冰濃度。」

多年來，其他類型烯酮分子一直被用作海洋表面溫度的「代言」指標。在不同溫度下，海洋表面的藻類產生的烯酮量也不同（分別為C37:2和C37:3）。科學家們可以利用這兩種分子的比例估計歷史溫度。

「一直以來都沒人試圖將C37:4與溫度測量掛鈎。」布朗大學地球、環境和行星科學系教授Yongsong Huang說，「沒有人知道C37:4從何而來，也沒人知道它有什麼作用。科學家們也建立了一些理論，但並未取得定論。」

為解決相關問題，Huang等人研究了從北極周圍結冰區提取的含有C37:4的沉積物和海水樣本。他們使用先進的DNA測序技術識別了樣本中的生物，發現了一些藻類新物種。隨後，研究人員在實驗室中對新物種進行培養，確證它們產生了異常豐富的C37:4。

接著，研究人員繼續探索：這些冰棲藻類留下的分子是否可以視作可靠的海冰「代言人」。為此，研究人員對北冰洋若干區域（靠近現在的海冰邊緣）沉積物巖心中的C37:4濃度進行分析。在不久前的過去，這些區域的海冰對溫度變化非常敏感。新研究結果顯示，C37:4濃度最高時，氣候最冷，海冰最多。C37:4的濃度頂峰出現在距今12000年前的新仙女木時期，那是一個異常寒冷的時期。而當氣候最溫暖、冰層消退之時，C37:4濃度很低。

Huang教授說：「我們發現，C37:4這個新指標的相關性比此前使用的其他標記物強得多。海冰研究可能不存在完美關聯，因為其建模過程十分複雜。C37:4應該是我們能找到的最強大的標記物。」

研究人員表示，與硅藻化石重建海冰模型相比，C37:4還具有一些額外優勢——模擬的年代越久遠，前者的可靠性就越低，因為化石分子會降解，而像C37:4這樣的分子往往保存得更完好，因此更適用於遠古重建項目。

科界原創

編譯：德克斯特

審稿：西莫

責編：陳之涵

期刊來源：《自然通訊》

期刊編號：2041-1723

原文連結：

https://phys.org/news/2021-01-tool-reconstructing-ancient-sea-ice.html

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