自然科普:2300萬年前“木乃伊葉片”可以洞見未來地球氣候變遷
來源:新浪科技
發(fā)布時間:2021-04-13
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  據(jù)國外媒體報道,科學家對2300萬年前遠古森林殘留的植物化石進行研究,結(jié)果顯示一些植物可能伴隨著二氧化碳指數(shù)上升而快速生長。科學家從新西蘭南部的一處遠古湖泊中找到保存非常完好的葉片化石,并且首次將葉片所在的2300萬年前高溫氣候與大氣高濃度二氧化碳聯(lián)系在了一起。

  研究小組列舉一些遠古植物能更有效地利用二氧化碳進行光合作用——利用太陽光為植物產(chǎn)生食物的生物過程,這項發(fā)現(xiàn)可能為揭曉植物動態(tài)變化提供重要線索,當前大氣二氧化碳指數(shù)逐年上升,現(xiàn)在已經(jīng)接近遠古時期指數(shù)。

  當前植物吸收二氧化碳數(shù)量遠超出預期,是否多種植數(shù)百萬棵樹木能真實阻止氣候變化?我們從遠古樹葉化石中可學到什么?

  目前研究小組對新西蘭一處已干涸的湖泊底處鉆探100米深,該干涸湖泊處于一座死火山坑,火山坑直徑大約1.6公里。鉆探100米處發(fā)現(xiàn)的生物物質(zhì)已變成化石,其中包括:植物、藻類、甲蟲、蒼蠅、真菌和其他生物殘骸,這些生物的歷史可追溯至中新世早期的一處氣候溫暖時期,當時全球平均氣溫比現(xiàn)在高3-7攝氏度,兩極冰層大部分都已消失。

  科學家對這一時期二氧化碳指數(shù)仍有爭議,這也是該研究倍受關注的原因之一,令人驚奇的是,這些葉片基本上都已木乃伊化,所以能獲得該葉片的原始化學成分,在顯微鏡下可以看到葉片所有細微特征。這些遠古葉片之所以保存如此完美,以至于可看到細微的紋理和小孔——這些小孔可使葉片在光合作用過程中吸入空氣并釋放水分,這一過程可顯微鏡下觀察。

  科學家分析了葉片化石的不同碳化學形式,或者碳同位素,它們存在于不同沉積層的6種樹木葉片中。這將有助于預測遠古時期大氣碳含量,研究人員的結(jié)論是當時大氣二氧化碳含量大約0.045%,之前得出的結(jié)論顯示遠古大氣二氧化碳含量大約0.03%,比最新結(jié)論的數(shù)值更低。

  大氣二氧化碳含量0.045%與前工業(yè)時代的相應數(shù)值相似,不足于解釋中新世早期較高的溫度。受人類活動影響和車輛尾氣排放等因素,當前大氣二氧化碳含量大約0.0415%。預計未來幾十年,大氣二氧化碳含量將達到0.045%左右,這與2300萬年前新西蘭森林大氣中的二氧化碳濃度相近。

  同時,研究人員還分析葉片小孔的幾何形狀和其他結(jié)構(gòu)特征,并與現(xiàn)代葉片進行了比較,他們發(fā)現(xiàn)遠古葉片通過氣孔吸收碳的效率異常高,而且該方式不會蒸發(fā)太多水分,這對所有植物而言是一個關鍵性挑戰(zhàn)。

  這可使樹木生長在森林邊緣干燥地區(qū),研究人員稱,這種樹木高效率碳吸收現(xiàn)象可能普遍存在于北半球溫帶森林地區(qū),那里是地球上更多陸地所在地。

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