公告/发布日期:2024/11/02

mile米乐m6(中国)官方网站v 东京湾过去即使在温暖的季节也很冷吗?

-从过去温暖时期生活的贝类化石中恢复水温的季节性变化-

演示要点

  • 以千叶县下萨群的Vinosuga化石为中心,我们重建了整个地球温暖时代旧东京湾海水温度的季节性波动。
  • 尽管千叶县处于海平面以下时气候温暖,但我们发现曾经有一段时间最高水温比千叶县沿海地区当前水温低5度以上,并且接近东北和北海道沿海地区当前水温。
  • 如果全球变暖持续下去,弄清楚过去温暖时期的海洋环境对于预测未来将会有很大帮助。

概览图

切片并抛光的 101 年前的维诺斯贝壳化石拦截塞彭示例


摘要

研究小组成员包括东京大学研究生 Shiono Miki、白井 Atsutaro Shirai 副教授、Asuka Yamaguchi 副教授、东京大学名誉教授 Kazunari Tanabe、日本海洋地球科学技术机构研究员 Kaoru Kubota、米乐m6官方网站研究主任 Rei Nakajima、东京大学 Schöne 教授美因茨和布罗塞特的研究生。Binosugai(学名:雇佣雇佣兵,使用过去的化石温暖期(约10万年前,约20万年前,约30万年前,注2)旧东京湾(注3)中阐明了海水温度的季节变化。

在这项研究中,我们调查了双壳类软体动物(一种超过 100 岁的长寿双壳类动物),以及具有重建过去海水温度的有利条件的千叶县。下总集团下总总(注4)。外壳生长线分析(注5)和氧同位素比分析(注6),我们能够重建当时海水温度的季节波动,并成功地以比以往更高的可靠性揭示了最高水温。在过去的这些温暖时期,海平面很高,关东平原低于海平面,但我们发现千叶县沿海地区的最高水温比现在的水温低5度以上,而接近东北和北海道沿海地区现在的水温。未来,希望了解当时的海洋环境有助于通过建模等方法预测未来的气候。


演示内容

在过去的258万年里,地球经历了反复的寒冷和温暖时期。过去曾多次出现气候变暖、海平面高于今天的情况。人们正在积极研究温暖时期的环境,以便预测如果全球变暖继续下去,未来会是什么样子。

众所周知,在大约10万年、20万年和30万年前的温暖时期,整个地球都很温暖,海平面很高。当时,关东平原上有一片叫做旧东京湾的大海。堆积在海底的地层称为下萨群(图 1)。在旧东京湾存在的时期,地球整体应该是温暖的,但由于某种原因,在下总群中发现了生活在北海道周围寒冷海域的双壳类化石。然而,到目前为止,旧东京湾的具体水温还没有得到很好的了解,关于旧东京湾是暖还是冷的争论也没有得到解决。

图1

图1:千叶县地质图(左)和下萨群地层(右)
左图:橙色区域为下萨群的分布区域。星号表示本研究中使用的化石标本的产地。右图:外壳标记为木下层看起来要被磨碎了清川层让我们变得美丽灌木层薮总找到 Vinosugai
*原始论文中的数字被引用或修改。
 

在千叶县下萨群发现了保存完好的维诺斯蜗牛化石。现代蜗牛的寿命约为 100 年,并且众所周知,它们会将一生中经历的海水温度记录为壳中的氧同位素比率。本研究组千叶县下萨群的 Vinosugai 化石,我们试图重建古代东京湾的海水温度。

对贝壳生长线的分析表明,维诺斯蜗牛化石也有至少 100 年的寿命。此外,它还形成外壳分析矿物类型并观察微观结构(注7)我们还确认化石保存状态极其良好,适合重建当时的海水温度。

然后我们通过分析化石的氧同位素比率重建了海水温度。我们用钻头沿着贝壳生长方向收集细粉末样品并分析氧同位素比。结果,通过增加每年的分析数量,可以看到海水温度的季节性变化,并且可以确定贝壳的哪些部分是在夏季形成的。根据分析结果计算水温显示,旧东京湾夏季最高水温一直低于20摄氏度:大约10万年前、大约20万年前、大约30万年前(图2)。这个水温比现在千叶县沿海地区的水温低了5度以上,这意味着曾经有一段时间比较接近东北和北海道沿海地区的水温。尽管经历了全球变暖,旧东京湾仍然很冷,这被认为是可能的,因为亲潮海流等寒冷海水流入旧东京湾,并且这种环境被认为至少持续了维诺斯蜗牛生活的100年左右(图3)。

图2

图2:木下组(KO1)、清川组(KY1)、薮部(YB1)化石幼年时期水温季节波动重建结果
蓝色三角形和蓝色线条代表年轮的位置,线条之间的周期为一年。
假设计算水温恢复所需的当时海水的盐度与今天岩手县沿海公海的盐度大致相同。分析恢复的水温误差小于±1度。
*原始论文中的数字被引用或修改。
 

图3

图 3:基于 MIS 5(对应木下组)、MIS 7(对应清川组)和 MIS 9(对应 Yabu 组)古水温重建的古东京湾图像
*这是对原始论文中的数字的引用或修改。

希望通过未来分析各种化石样本,我们能够揭开当时海洋环境的详细历史,并为未来全球变暖的预测做出贡献。

 

演讲者/研究人员信息

东京大学
理学院
地球与行星科学系
盐野三木,博士生/主动环境研究国际研究生院计划/日本学术振兴会特别研究员
Kazunari Tanabe,东京大学名誉教授/国家研究博物馆研究项目合作者
大气海洋研究所海地系统研究部
Atsutaro Shirai,副教授/研究生院地球与行星科学系,副教授
山口飞鸟副教授

日本海洋地球科学技术机构海洋地震和火山学部门
研究员久保田薰

产业技术综合研究所地质信息研究部
中岛丽首席研究员

美因茨约翰内斯古腾堡大学 (JGU)/ 德国
Bernd R Schöne 教授
科妮莉亚·布罗塞特(博士生)
 
 

论文信息

杂志名称:古地理学、古气候学、古生态学
标题:通过分析长寿双壳类化石壳的生长模式和稳定同位素来重建高时间分辨率古气候雇佣雇佣兵来自 MIS 5e、7 和 9。
作者姓名:Shiono Miki*、Kaoru Kubota、Rei Nakashima、Kazushige Tanabe、Cornélia Brosset、Bernd R Schöne、Asuka Yamaguchi、Kotaro Shirai
 
 

研究补助金

这项研究得到了日本学术振兴会 (JSPS) 科学研究补助金(KAKENHI,项目编号:JP21H01189、JP21H05202)和东京大学世界领先的主动环境研究创新研究生项目 (WINGS-PES) 的支持。


术语表

(注1)Vinosugai(学名:雇佣雇佣兵
维诺斯蜗牛是一种寒冷的双壳类动物,生活在太平洋西侧中纬度地区以北的沿海地区。在日本海岸,它们生活在东北地区和北海道沿岸。最近的研究表明,这种双壳类软体动物是日本周边海域中寿命最长的海洋双壳类动物,寿命至少有100年。在西太平洋温带地区,没有其他海洋双壳类动物具有如此长的寿命。[返回来源]
(注2)暖期
这是称为冰期-间冰期循环的冷暖期循环中的暖期(间冰期)。从技术上讲,划分时代有一个普遍的规则,称为海洋氧同位素阶段。海洋同位素阶段的缩写是MIS,当前的暖期是MIS 1,奇数表示暖期(间冰期),偶数表示冷期(冰期)。有时在数字后面添加字母以表示更详细的分类。随着全球气温升高,南极洲海平面融化,海水膨胀,导致海平面上升。本研究的目标 MIS 5e、7 和 9 分别处于大约 10 万年前、20 万年前和 30 万年前的温暖时期(间冰期),当时全球气候变暖,海平面高于今天。[返回来源]
(注3)旧东京湾
旧东京湾是过去温暖时期(间冰期)MIS 5e、7、9 和 11(大约 40 万年前)存在的海洋的名称。据认为,它已蔓延到关东平原,主要分布在千叶县、茨城县的部分地区、埼玉县的部分地区和东京都的部分地区。该地区成为海洋的原因被认为是由于全球变暖导致海平面上升,除此之外,MIS 9还考虑了房总半岛部分地区的下沉。[返回来源]
(注4)下萨集团
下总群是由沉积在旧东京湾海底的沙子和泥浆组成的地质构造。木下组、清川组和矢部组被认为分别对应于 MIS 5e、7 和 9,即暖期(间冰期)。下萨群是日本最适合恢复过去温暖期MIS 5e、7、9环境的地层,因为(1)沉积时代已被彻底调查,(2)发现了许多保存完好的化石。[返回来源]
(注5)生长线分析
什么是贝壳、珊瑚和鱼类的生长线分析耳石轨迹这是一种通过检查生物体产生的硬组织中发现的条纹图案来重建过去环境的方法。具体来说,正在进行的研究是根据树木年轮模式调查过去的气候变化周期,并根据太阳年轮模式重建降水。[返回来源]
(注6)氧同位素比分析
氧原子 (O) 具有不同质量但化学性质几乎相同的原子(同位素)。已知质量数为16和18的氧同位素的量之比(氧同位素比)根据海水温度和盐度而变化。碳酸钙(CaCO3)中的氧是从海水中摄取的,因此将壳形成时海水的温度和盐度记录为壳的氧同位素比。使用质谱仪测量氧同位素比率。根据先前研究的数据假设当时古东京湾的盐度,并检查化石贝壳的氧同位素比,可以计算出当时的海水温度。[返回来源]
(注7)分析矿物类型并观察微观结构
贝壳中矿物质的类型是通过 X 射线衍射方法进行研究的。通过利用“进入晶体的 X 射线根据矿物的类型沿特定方向传播(衍射)”的特性,我们可以找出贝壳是由哪种矿物制成的。为了观察贝壳的微观结构,我们使用电子显微镜来检查矿物晶体的排列方式。利用这些方法,我们确认了化石蜗牛是否保留了与现代蜗牛相同的矿物类型和微观结构。[返回来源]


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