为什么海洋生产力在460万年前突然下降

通过深入研究海底沉积物，研究人员可以回到过去。乌普萨拉大学领导的一个研究小组现在提出了新的线索，说明一个通常被称为“生物开花”的时期何时以及为何突然结束。地球绕太阳运行的轨道形状的变化可能在戏剧性变化中发挥了作用。

健康的海洋系统包含健康的初级生产者，例如单细胞藻类硅藻和球石藻，它们通过海洋食物网维持海洋中的所有其他生命。初级生产者还通过吸收CO 2并将碳结合到深海沉积物中的固体成分中来释放氧气并调节气候，这是从大气中去除碳的有效长期解决方案。

这些藻类中的大多数利用阳光、CO 2和无机营养素来增加体重。然而，如果不通过海洋混合补充或河流补给，这些营养物质在阳光照射的地表水中很快就会耗尽。

纵观地球历史，古海洋学家通过观察埋在海底沉积物中的藻类遗骸来重建初级生产力的变化。虽然只有一小部分地表水产量记录在海洋沉积物中，但在地质时间尺度上，生物沉积物积累的变化(包括球石藻的钙质尺度和硅藻的硅质壳)与过去海洋生产力的变化有关。

重要的是要了解在全球范围内影响海洋生产力的因素，以及这个复杂系统对环境变化的反应速度有多快或多慢。

几十年来，地球科学家已经知道在很长一段时间内海洋生产力远高于今天。这发生在中新世晚期至上新世早期(从 9 到 350 万年前)，这一时期通常被称为“生物开花”。然而，迄今为止，科学家们仍然没有完全理解过去生产力如此之高的原因，或者这个时期为何结束。

一组科学家与博士 Boris-Theofanis Karatsolis 合作。乌普萨拉大学的学生结合了来自所有主要海洋的多个深海沉积物钻芯，以研究导致高海洋生产力终结的原因。使用科学的海洋钻探，可以在深达 4 公里的水域中进行作业，并且仍然可以在沉积物下钻 1 公里，从而恢复数百万年的海洋历史。

Karatsolis 及其同事研究的沉积物是从澳大利亚西北部架海底以下 200-350 米处回收的。研究人员测量了生物颗粒的积累率，并将他们的数据与之前在另外 16 个地点使用类似方法收集的数据相结合。首先严格评估每个数据集的年龄准确性，以确保在不同地区进行可靠的比较。

他们的结果表明，热带地区的生产力在 460 万年前突然下降。这种快速下降的一个可能解释可能涉及东亚季风强度降低和河流养分供应减少，这与地球绕太阳轨道形状的变化相吻合。

该研究为更大的难题增加了新的部分，但这一事件背后的机制需要进一步研究。

“了解过去事件的自然节奏为我们今天在环境中观察到的变化提供了一个很好的比较衡量标准，”Boris-Theofanis Karatsolis 说。

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