化石的化石叶片显示出高的大气碳刺激了古老的全球绿化

2022-01-17 05:00:22诸葛裕琳导读研究来自2300万年前森林的叶子的科学家首次将高水平的大气二氧化碳与植物生长的增加以及炎热的气候联系在一起。这一发现使人们对不断上升的叶大气

研究来自2300万年前森林的叶子的科学家首次将高水平的大气二氧化碳与植物生长的增加以及炎热的气候联系在一起。这一发现使人们对不断上升的片显CO 2加热地球以及植物生命的动态如何在数十年之内发生变化有了更深入的了解，而此时CO 2的示出水平可能与遥远的过去密切相关。

科学家从一个独特的碳刺新西兰湖床上取回了叶子，该湖床上保存着植物，激古藻类，老的绿化蜘蛛，全球甲虫，化石苍蝇，叶大气真菌和其他生物的片显残骸，这些残骸来自温暖的示出中新世早期。长期以来，碳刺科学家一直假设CO 2很高，激古并且一些植物可以更有效地收获以进行光合作用。老的绿化这是第一项表明这些事情实际上是串联发生的研究。这些发现发表在本周的《过去的气候》上。

哥伦比亚大学Lamont-Doherty地球观测站兼职科学家，科学家坦莫康涅狄格大学地球科学助理教授。“ 当时有证据表明，CO 2含量很高，但存在悖论。”

所谓的“碳肥效应”具有广泛的意义。实验室和野外实验表明，当CO 2水平升高时，许多植物会提高其光合作用速率，因为它们可以更有效地从空气中去除碳，并在这样做的同时节省水。确实，一项基于NASA 卫星数据的2016年研究显示出“全球绿化”效应，这主要归因于近几十年来人造CO 2含量的上升。自大约1980年以来，全球四分之一到一半的植被地上树木和植物的叶子数量增加了。随着CO 2含量的增加，这种影响有望继续。

这似乎是个好消息，但现实却更加复杂。增加的CO 2吸收将无法补偿人类涌入空气中的物质。并非所有植物都可以利用，而在那些植物中，结果可能会因温度和水或养分的供应情况而异。而且，有证据表明，当一些主要农作物光合作用加快时，它们吸收的钙，铁，锌和其他对人体营养至关重要的矿物质相对较少。由于当今许多植物的生活都是在温带，低CO 2的世界中发展的，因此某些自然和农业生态系统可能会因较高的CO 2而被破坏。水位，温度升高以及它们带来的降水变化。赖希格特说：“如何发挥作用是任何人的猜测。” “这是植物承受的另一层压力。对某些人来说可能是巨大的，而对另一些人来说则是可怕的。”

该矿床位于一个小型的，早已灭绝的火山口中，现在位于新西兰南部城市但尼丁附近的一个农场里。火山口约一公里，曾经拥有一个孤立的湖泊，周围的环境不断堆积着沉积物。该功能仅在最近15年内才被认可;科学家将其称为Foulden Maar。自从将其视为科学的金矿以来，他们一直在研究它。一些人还与一家真正的矿业公司进行了斗争，该公司希望剥离用于牲畜饲料的存款。

在这项新研究中，研究人员从2009年钻芯中取样，钻芯穿透了100米，到达了现在干燥的湖床底部附近。在每年春季开花12万年的富含硅石的藻类的年生白色层之间充斥着交替出现的黑色层有机质层，这些层层在其他季节均落入。这些包括来自亚热带常绿森林的无数叶子。它们的保存完好，以至于科学家们可以看到微观的静脉和气孔，叶子通过这些孔吸入空气并在光合作用期间同时释放水。与大多数化石不同，叶子也保留了原始化学成分。它是南半球唯一已知的矿床，其保存程度远比北部已知的几处相似。

中新世长期以来一直是古气候研究者困惑的根源。据认为，全球平均温度比今天高3至7摄氏度，两极冰基本消失了。然而，许多主要来自海洋生物的代理人提出，CO 2含量仅为百万分之300，与工业化前的人类相似，并且不足以解释这种变暖。利用高CO 2难以捉摸的证据，科学家推测必须取消以前的代理测量。

基于这项新的研究以及Foulden Maar的相关研究，研究人员也能找到这个难题。他们分析了在沉积物中不同水平发现的六种树种的叶片中的碳同位素。这使他们当时的大气碳含量为零。他们还分析了叶片气孔的几何形状和其他解剖特征，并将其与现代叶片进行了比较。通过将所有数据合并到一个模型中，他们发现大气中的CO 2不是300ppm，而是大约450-与温度数据的良好匹配。其次，他们表明树木在通过气孔吸收碳方面非常有效，而不会通过相同的路径泄漏大量的水，这是所有植物都必须考虑的因素。这使它们能够在边缘地区生长，否则这些地区本来就对森林来说太干燥了。研究人员说，这种更高的效率很可能反映在北部温带纬度更大，陆地面积更大的森林中。

现在，人类排放已将CO 2的水平推升至约百万分之415，并且几乎可以肯定的是，到2040年它们将达到450，这与Foulden Maar森林所经历的水平相同。数十年来和几个世纪以来，由此产生的温度升高的估算值各不相同，但这项新研究表明，大多数温度都在球场上。

研究合著者拉蒙特-多尔蒂(Lamont-Doherty)的古气候科学家威廉·德安德里亚(William D'Andrea)说：“这一切合在一起，都有意义。” 他说，除了显示植物如何直接对CO 2反应外，“这还应使我们对温度随CO 2水平如何变化有更多的信心。”

研究合著者达芙妮·李(Daphne Lee)是新西兰奥塔哥大学的古生物学家，他的职责是研究Foulden Maar丰富的生态系统。最近，当一家在马来西亚和英国拥有公司的公司宣布计划剥离该矿床以用作猪，鸭和其他集约化养殖动物的饲料添加剂时，她成为了意外的捍卫者。随着可能会有更多发现被发现，科学家感到震惊，并与担心噪音和灰尘的当地人结盟。但尼丁市议会现在正在考虑购买土地以保护土地。