恐龙时代地球环境的忠实记录者——介形虫知识( 二 )


通过介形虫壳体地化反演古温度一般用的是氧同位素的比值法 。所谓氧的同位素,即同属氧元素(O)但具有不同质量数的氧原子,如16O,17O和18O,即氧的三种同位素,氧元素符号左上角的数就是它的质量数 。显然,18O的质量大于16O 。18O不易蒸发,16O易蒸发 。因而,在夏天高温时,水中所含16O减少,故18O/16O的值增加;冬天低温时,18O/16O的值减小 。据此,测定岩芯中介形虫壳体中的18O/16O值的变化,即可推断古温度的变化(图8) 。
利用介形虫等微体化石壳体地化数据反演古气候变化比较成功的案例是大洋钻探计划项目(IODP) 。科学家们通过大洋钻探计划项目(IODP)在全球各个海洋中获取了数量众多的保存连续的古海洋沉积地层岩芯 。通过分析岩芯中获取的保存连续的微体化石(介形虫、有孔虫等)地化特征,成功还原了地质历史时期(主要是晚白垩世至第四纪)的古气候温度变化过程 。近年来,被誉为“金柱子”的松科钻井在松辽盆地获取了累计达万米的岩芯样品,岩芯中保存的丰富的介形虫化石为探索白垩纪东北亚地区陆相古环境、古气候等科学问题立下了汗马功劳(图6~8) 。通过上述海、陆两方面的介形虫壳体地化数据及其他方面的证据,科学家们恢复了地质时期的古气候、古环境变化过程,因此,我们才能了解到白垩系恐龙生活时期处于温室气候条件 。
图6. 位于松辽盆地的“松科三井”钻井现场(摘自Wang et al., 2021)

恐龙时代地球环境的忠实记录者——介形虫知识

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图7. 松辽盆地白垩系钻井岩芯与介形虫层(修改自Pan et al., 2017)
恐龙时代地球环境的忠实记录者——介形虫知识

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图8.松辽盆地松科1井介形虫的δ18O值(左)与北大西洋浮游有孔虫的δ18O值(右)(Chamberlain et al., 2013)
总的来说,尽管个体微小的介形虫没有恐龙、鸟类等大个体的明星化石引人注目,但介形虫的“小个体”优势,使得它在地层中能够大量的保存下来,为研究同时期地球的古气候、古环境等问题提供了宝贵的材料,不愧“地球环境忠实记录者”的称号 。
部分参考文献:
[1] Wang, C., Y. Gao, D. E. Ibarra, H. Wu, and P. Wang (2021), An unbroken record of climate during the age of dinosaurs, Eos, 102, https://doi.org/10.1029/2021EO158455. Published on 17 May 2021.
[2] S. Pan, S. Liang, L. Ma, C. Liu & H. Liu (2017) Genesis, distribution, and hydrocarbon implications of ostracod-bearing beds in the Songliao Basin (NE China), Australian Journal of Earth Sciences, 64:6, 793-806.
[3] Horne, D.J., 2005. Ostracoda. In: Selley, R.C., Cocks, R.M., Plimer, I.R., Encyclopedia of Geology. Elsevier, Oxford.
[4] Horne, D.J., Cohen, A., Martens, K., 2002. Taxonomy, Morphology and Biology of Quaternary and Living Ostracoda. In: Holmes, J.A., Chivas, A.R. (Eds), 2002. The Ostracoda: Applications in Quaternary Research. AGU Geophysical Monograph 131, 5–36.
[5] Chamberlain, C.P., Qiao, W.X., Graham, S.A., Carroll, A.R., Doebbert, A.C., Sageman, B.B., Blisniuk, P., Kent-Corson, M.L., Wang, Z., Wang, C.S., 2013. Stable isotopic evidence for climate and basin evolution of the Late Cretaceous Songliao basin, China. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 385, 106-124.


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