新研究与海洋中恒定元素条件的假设相矛盾

海水中镁，钙或锶等元素的组成比是重建过去海洋过程的重要手段。到目前为止，已经假设这些比率在很长一段时间内以及在大面积上都是恒定的。但是，由基尔大学(CAU)和GEOMAR亥姆霍兹基尔海洋研究中心领导的一项研究表明，当今海洋中的重要元素比率比以前认为的要多得多。这一发现也提出了有关海洋历史重建的问题。该研究已于昨天发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)的国际期刊上。

为了了解海洋系统的当前变化并能够预测未来的变化，回顾过去可能会有所帮助。但是直接测量海水成分的数据很难追溯到150年前。为了从更古老的时代获得信息，科学家使用了自然档案，这些档案间接地使我们了解了当时的海洋过程。在此背景下，确定海水中某些元素(例如镁与钙或锶与钙)的比例是重要的工具。这些比率在诸如有孔虫或珊瑚等生物的碳酸盐骨架中被“冻结”，然后可以得出关于过去温度和海水温度及其他环境条件的重要结论。

迄今为止，一直假设海洋中的这些元素比率相对恒定，并且在数百万年中它们的变化非常缓慢。现在，由基尔大学(CAU)和基欧(GEOMAR)亥姆霍兹基尔海洋研究中心领导的国际研究小组在未来海洋网络的保护下，对这一假设进行了全面研究。“我们发现当今海洋水域中镁钙钙和锶钙钙比的变异性在不同的生态系统之间可能存在很大差异。由于以前在整个海洋中都假定成分大致相同，因此就产生了一个问题。环境影响被忽略了。”马里奥·莱布拉托博士说，他在CAU地球科学研究所工作时就启动了这项研究。

在这项研究中，来自全球十多个国家的科学家在九年的时间里，在全球79次船舶探险中，收集并分析了14种不同生态系统中的1100个样本，从水面到深度达6000米。这些结果对于重建海洋历史和了解当前的生物地球化学过程都具有重要意义。

“为了重建地球历史早期的海水温度，到目前为止，已经明确定义了海水中恒定的元素比率。在我们的实验室中，我们开发了特殊的分析方案来确定这些比率，不确定性很小。我们的高精度新产品现在的数据表明，这种假设并不总是正确的。” CAU地质科学研究所微量元素地球化学实验室负责人DieterGarbe-Schönberg博士说。

“令人兴奋的是，现代海洋中元素比例的巨大空间差异。这些发现很难与我们目前的水质混合和运输概念相吻合，因此，海洋建模者面临的挑战是如何协调这些模式与我们对海洋物理学以及这些化学元素的汇和源的了解。” GEOMAR生物地球化学模型学系主任Andreas Oschlies博士补充说，他也是该研究的合著者。

研究人员现在必须了解是什么导致当前元素比率的变化以及它的作用。勒布拉托博士强调说：“如果我们对潜在的机制有深刻的了解，我们将能够更好地将元素比率用于不同的海洋科学学科和问题。”他现在在莫桑比克巴扎鲁托科学研究中心工作。展望未来。这对于海岸附近以及亚极地区高纬度的海洋区域尤其重要。在此，必须针对区域生态系统纠正过去用于重建海洋温度的方法。

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