銀杏植物化石揭示對侏羅紀(jì)古大氣CO2濃度重建的影響

中國華南鄂西地區(qū)早侏羅世的化石蘇州虎丘(酒店上門服務(wù))聯(lián)系方式vx《192-1819-1410》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)兩種銀杏植物化石(似銀杏Ginkgoites,左圖)和楔拜拉Sphenobaiera,揭示建右圖)及其表皮構(gòu)造和氣孔分布特征
(神秘的對侏度重地球uux.cn報道)據(jù)中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所:大氣中二氧化碳濃度(pCO2)的升高被廣泛認(rèn)為是導(dǎo)致全球變暖的主要因素,因此,羅紀(jì)重建地質(zhì)歷史時期大氣CO2濃度對于人類預(yù)測未來全球氣候變化趨勢具有重要的銀杏影響借鑒意義。植物化石的植物氣孔參數(shù)及碳同位素組成是重建古大氣CO2濃度的理想材料,從而備受地質(zhì)古生物學(xué)界重視。化石大氣中CO2濃度與維管植物氣孔指數(shù)之間的揭示建反比關(guān)系已被廣泛用于估算古大氣CO2濃度。近年來,對侏度重以氣孔為參數(shù)等重建古大氣CO2的羅紀(jì)方法不斷完善。然而,銀杏影響蘇州虎丘(酒店上門服務(wù))聯(lián)系方式vx《192-1819-1410》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)不同方法在恢復(fù)古大氣CO2的植物一致性和準(zhǔn)確性方面亟待評估。這些一致性的化石差異,主要與采用不同植物物種的氣孔特征校準(zhǔn)方法有關(guān)。
為此,中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所王永棟研究員帶領(lǐng)的國際科研團隊,與西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系博士后周寧及愛爾蘭都柏林大學(xué)Jennifer McElwain教授等人共同合作,基于華南鄂西地區(qū)早侏羅世的銀杏植物化石,首次系統(tǒng)評估了經(jīng)驗?zāi)P汀⒒貧w分析模型與光合作用模型三種重建方法在恢復(fù)古大氣CO2的準(zhǔn)確性,并據(jù)此重建了我國南方鄂西地區(qū)早侏羅世古大氣CO2濃度的連續(xù)變化趨勢。研究成果近期發(fā)表在國際地學(xué)學(xué)術(shù)刊物《三古》(Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology)上。
研究團隊首次從有效選擇氣孔記數(shù)方式、計算光合作用初始同化率、植物化石碳同位素計算古大氣碳同位素組成、表皮細(xì)胞多倍體基因組等方面,對三種模型進行了測試和改進。結(jié)果顯示,通過對單一銀杏化石物種(似銀杏Ginkgoites)采用三種方法恢復(fù)早侏羅世古大氣CO2濃度的相互比較,發(fā)現(xiàn)經(jīng)驗?zāi)P秃突貧w分析模型兩種模型法在古大氣CO2估算和趨勢上具有高度的一致性。研究者選取同一化石采集點的兩種不同銀杏化石物種(似銀杏Ginkgoites和楔拜拉Sphenobaiera),并利用三種模型分別進行了測算和比較,結(jié)果表明當(dāng)用不同的銀杏化石物種恢復(fù)CO2濃度時,三種模型都顯示出與物種相關(guān)的不確定性,但經(jīng)驗?zāi)P秃突貧w分析模型表現(xiàn)出更好的穩(wěn)定性。
此外,研究還首次發(fā)現(xiàn),同一層位的同一銀杏化石物種(Ginkgoites marginatus)表皮細(xì)胞的染色體基因組大小,與光合作用模型過低估計古大氣CO2濃度相關(guān);而利用植物化石碳同位素估計大氣碳同位素組成,則能夠有效提高光合作用模型在計算古大氣CO2濃度時的精度。
研究人員利用上述三種方法重建的華南鄂西地區(qū)早侏羅世古大氣CO2濃度為900–1400ppm,是現(xiàn)今大氣CO2濃度的大約3-4倍,這一結(jié)果與前人利用植物氣孔參數(shù)法和地球化學(xué)模型重建的早侏羅世CO2濃度結(jié)果基本一致,表明在距今1.8億年左右的早侏羅世晚期為溫室氣候期,并導(dǎo)致出現(xiàn)了全球性的大洋缺氧事件和氣候升溫事件。
本項成果的第一作者為周寧博士(現(xiàn)為西北大學(xué)博士后),王永棟研究員和Jennifer McElwain教授為論文通訊作者,中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所李亞博士、李麗琴博士、魯寧博士,都柏林大學(xué)Porter Amanda博士和挪威奧斯陸大學(xué)Kürschner Wolfram教授是該論文共同合作者。
本項研究由國家自然科學(xué)基金項目、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(B類)、國家重點研發(fā)計劃項目、現(xiàn)代古生物學(xué)和地層學(xué)國家重點實驗室樹木和中科院留學(xué)基金項目等聯(lián)合資助。
論文信息:Zhou Ning, Wang Yongdong*, Li Ya, Porter Amanda, Kürschner Wolfram, Li Liqin, Lu Ning, McElwain Jennifer*, 2020. An inter-comparison study of three stomatal-proxy methods for CO2 reconstruction applied to early Jurassic Ginkgoales plants. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 542, 109547. https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2019.109547
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