南極貝殼化石證明：恐龍滅絕之前海洋就已經開始酸化

從南極收集到的貝殼化石證實，在小行星撞擊恐龍滅絕之前，地球二氧化碳就增加，海洋開始酸化。

美國西北大學的研究人員利用同位素方法測量了南極蛤殼和蝸牛殼的化石，其歷史可以追溯到白堊紀-古生物的大滅絕事件時期。研究人員發現，在滅絕事件發生之前，貝殼的化學反應是隨著海洋中碳的激增而發生變化的。

碳湧入可能是由於「德干玄武岩」的長期噴發所引起的。該大型火成岩區位於印度南部的德干高原，是地球表面最大的火山地形之一。德干玄武岩由多層洪流玄武岩所構成，厚度超過2000米，面積為50萬平方里。在小行星撞擊之前的幾年中，德干玄武岩向大氣中噴出了大量的二氧化碳。二氧化碳的濃度使海洋酸化，直接影響到那裡生活的生物。

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西北大學可持續發展與能源研究所氣候與碳科學計劃的博士後研究員班傑明·林茲邁爾說：「我們的數據表明，地球環境在小行星撞擊之前發生變化。這些變化似乎與德干玄武岩的爆發有關。」

西北大學溫伯格文理學院的地球與行星科學教授安德魯·雅各布森說：「 在大規模滅絕事件發生之前，地球顯然處於壓力之下。小行星撞擊與先前存在的碳循環不穩定性同時發生。但這並不意味著我們對造成恐龍滅絕的真正原因有任何答案。」

通過鎖定特定的生物，並使用不同的化學示蹤劑，研究人員獲得了更精確，更高解析度的海洋化學記錄。

林茲邁爾說：「貝殼生長迅速，並隨水化學變化而變化。由於它們生存的時間很短，所以每個殼都是海洋化學組成的簡短保留快照。」

貝殼主要由碳酸鈣組成，碳酸鈣與白堊，石灰石和某些抗酸的礦物質相同。水中的二氧化碳溶解碳酸鈣。在殼形成過程中，即使不溶解它們，二氧化碳也可能會影響殼的組成。

研究人員檢查了從南極洲西摩島西側收集的貝殼化石。他們使用最新技術，分析了貝殼的鈣同位素組成。該方法包括溶解貝殼樣品以將鈣與其他各種元素分離，然後使用質譜儀進行分析。

雅各布森說：「我們可以高精度地測量鈣同位素的變化。那些同位素的變化就像指紋一樣，可以幫助我們了解究竟發生了什麼。」

使用這種方法，團隊發現了令人驚訝的信息。林茲邁爾說：「我們預料到貝殼的成分會有所變化，但變化的速度如此之快令我們感到驚訝。」

研究人員說，了解地球如何應對過去的極端變暖和二氧化碳輸入可以幫助我們為地球如何應對當前的人為氣候變化做準備。

雅各布森說：「在某種程度上，我們認為古代海洋酸化事件是現在正在發生的人為二氧化碳排放一個很好的對比。也許我們可以將這項研究成果用於更好地預測未來可能發生的情況。我們不能忽視岩石記錄。地球系統對大量快速增加的二氧化碳敏感性。當前的排放將對環境造成影響。」

2020年1月的《地質》雜誌上刊登了這份報告。