地球科學(xué)家能夠遠(yuǎn)遠(yuǎn)地回溯，重建地質(zhì)過(guò)去和古氣候，以更好地預(yù)測(cè)未來(lái)的氣候條件。在荷蘭海洋研究所(NIOZ)和烏得勒支大學(xué)的科學(xué)家成功研制出古CO的新的指標(biāo)(代理人)2-levels，使用有機(jī)分子植，葉綠素的碎片產(chǎn)品。這種新的有機(jī)代理不僅提供CO的最連續(xù)記錄2-concentrations不斷，這也打破了其時(shí)間跨度的記錄，涵蓋了半十億年。數(shù)據(jù)顯示，上升CO本理念2以前需要數(shù)百萬(wàn)年，現(xiàn)在發(fā)生在一個(gè)世紀(jì)-levels。這些研究結(jié)果發(fā)表在Science Advances上11月28日。

由于CO2今天增加了，這是至關(guān)重要的了解這些變化將產(chǎn)生什么樣的影響。為了更好地預(yù)測(cè)未來(lái)，我們必須了解CO的長(zhǎng)期變化2以上的地質(zhì)歷史?？梢灾苯訙y(cè)量過(guò)去的CO2，例如含有古代氣體的冰芯中的氣泡。然而，冰芯的有效時(shí)間有限，為一百萬(wàn)年。為了走得更遠(yuǎn)時(shí)光倒流，地球科學(xué)家已經(jīng)開發(fā)有限公司的各種間接測(cè)量2自例如藻類，樹葉，土壤古代和化學(xué)品存放在古老的沉積物重建過(guò)去的環(huán)境條件的代理。

Phytane，一種新的旅行方式

一個(gè)新的代理，利用葉綠素的降解產(chǎn)物，允許地球化學(xué)推斷歷史CO的連續(xù)記錄2在深時(shí)間-levels。在NIOZ科學(xué)家最近開發(fā)植為揭示一個(gè)半十億年的CO充滿希望的新的有機(jī)代理2在海洋-levels，從寒武紀(jì)到近代。

使用新的代理，他們能夠連續(xù)記錄古代二氧化碳水平。“我們開發(fā)并驗(yàn)證了一種新的時(shí)間旅行方式 - 更遠(yuǎn)的時(shí)間和更多的地方，”NIOZ科學(xué)家Caitlyn Witkowski說(shuō)。“隨著植，我們現(xiàn)在擁有最長(zhǎng)的CO2-record與一個(gè)單一的海洋代理。這個(gè)新的數(shù)據(jù)是非常寶貴的建模誰(shuí)現(xiàn)在可以更準(zhǔn)確地做出對(duì)未來(lái)的預(yù)測(cè)。”

Witkowski及其同事從全球范圍內(nèi)選擇了300多個(gè)來(lái)自深海巖心和油類的海洋沉積物樣本，反映了過(guò)去5億年中的大部分地質(zhì)時(shí)期。

化石分子

過(guò)去的化學(xué)反應(yīng)可以“儲(chǔ)存”在化石分子中，因此它們可以反映各種古老的環(huán)境條件。地球化學(xué)能夠“讀取”這些條件下，如海水的溫度，pH，鹽度和CO2-levels。有機(jī)物，如植烷，反映CO的壓力2海洋水或大氣(PCO2)。

小小的綠色奇跡

盡管所有的有機(jī)物具有反映CO的潛力2，植烷是特別的。Phytane是負(fù)責(zé)我們綠色世界的色素。任何使用光合作用吸收陽(yáng)光的東西，包括植物，藻類和某些細(xì)菌，都含有葉綠素，植物來(lái)自葉綠素。植物和藻類中取CO2和生產(chǎn)氧氣。沒(méi)有這些小小的綠色奇跡，我們的世界就不一樣了。

由于葉綠素遍布世界各地，因此植物烷無(wú)處不在，并且是腐朽和化石生物質(zhì)的主要成分。“Phytane在一段時(shí)間內(nèi)不會(huì)發(fā)生化學(xué)變化，即使它已有數(shù)百萬(wàn)年的歷史，”Witkowski說(shuō)。

碳同位素分餾

過(guò)去的CO2是通過(guò)光合作用過(guò)程中碳同位素分餾現(xiàn)象從有機(jī)物質(zhì)如植酸中估算出來(lái)的。當(dāng)占用了CO2，植物和藻類喜歡光碳同位素(12C)在所述重碳同位素(13 C)。當(dāng)周圍水或大氣中的CO2水平較低時(shí)，他們僅使用重碳同位素。因此，這兩種同位素之間的比例反映了生長(zhǎng)時(shí)環(huán)境中的二氧化碳水平。

這也解釋了為什么Witkowski不使用陸地植物作為她的研究來(lái)源，僅使用來(lái)自(化石)海洋來(lái)源的植物烷。植物世界分為所謂的C3和C4植物，每種植物都有自己獨(dú)特的輕重碳比。與植物對(duì)應(yīng)物相比，浮游植物的比率都非常相似。Witkowski：“通過(guò)僅選擇海洋資源，我們可以限制數(shù)據(jù)集中植物源的不確定性。”

“在我們的數(shù)據(jù)中，我們看到高水平的二氧化碳，達(dá)到1000 ppm而不是今天的410 ppm。在這方面，現(xiàn)在的水平并不是唯一的，但這些變化的速度從未見過(guò)。通常采取的變化數(shù)百萬(wàn)年，現(xiàn)在發(fā)生在一個(gè)世紀(jì)。這額外的CO2-數(shù)據(jù)可以幫助我們了解我們這個(gè)星球的未來(lái)。”在未來(lái)的研究中，植物甾烷可以用于比Phanerozoic更早的回溯，這是最早在20億年前的樣本中發(fā)現(xiàn)的。