- 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。

切片并抛光的 101 年前的维诺斯贝壳化石拦截示例
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(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。
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1:千叶县地质图(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、清川层、灌木层找到 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: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: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。
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)
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
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。