文章来源：加州理工学院官方网站

大约 1.83 亿年前，现代南非的火山活动在 300 至 50 万年的时间里向海洋大气系统释放了大约 20,500 亿吨二氧化碳 （CO2）。被称为Toarcian海洋缺氧事件（T-OAE），在此期间水中缺氧或缺氧导致海洋物种大规模灭绝。

自工业革命以来，人类活动已经导致累计二氧化碳排放量占整个T-OAE期间释放的二氧化碳总量的12%，而时间不到0.1%。T-OAE预示着如果温室气体排放量继续增加，我们的海洋会发生什么。

“在T-OAE之前，你可以在海洋沉积物中看到很多化石，然后它们突然消失了，”加州理工学院的地球化学教授和遗产医学研究所研究员Francois Tissot说。天梭是一项新研究的合著者，该研究于6月24日发表在《美国国家科学院院刊》上，描述了T-OAE期间海洋缺氧的程度。

在乔治梅森大学的研究人员的带领下，该团队从意大利南部的Mercato San Severino地区收集了30个分层石灰岩样本，以评估T-OAE期间海洋脱氧的严重程度。

该团队分析了样品的铀含量和同位素组成。同位素是具有不同中子数的元素的孪生版本，因此质量略有不同。海洋中铀同位素的相对丰度取决于缺氧量。这意味着通过测量海洋中铀的同位素组成，科学家可以推断海洋中的缺氧量。在没有过去实际的海水样本的情况下，科学家们能够使用碳酸盐岩等替代物，它们忠实地记录了海水的成分。

当海洋中有充足的氧气时，铀喜欢保持可溶性形式，溶解在海水中。但是，当水中的氧气变得更加稀缺时，铀就会开始从海水中沉淀出来，并沉淀在海底的沉积物中。因此，通过前加州理工学院博士后学者迈克尔·基普（Michael Kipp）、天梭（Tissot）及其合作者开发的仔细建模，海底样品中的铀含量可以表明T-OAE发生时海洋中氧气的百分比。

“使用这个模型，我们发现缺氧的峰值是现代海洋的28到38倍，”天梭说。今天，只有大约0.2%的海底被缺氧沉积物覆盖，类似于在黑海发现的沉积物。在1.83亿年前的T-OAE时期，有6%到8%的海底被缺氧沉积物覆盖。

结果表明，过去的OAE事件可以预示人为CO2排放对海洋生态系统的影响。

“如果我们不遏制碳排放并继续增加二氧化碳的轨道，我们可以清楚地看到，海洋生态系统将受到严重的负面影响，”天梭说。

这篇论文的标题是“碳酸盐铀同位素记录了Toarcian海洋缺氧事件期间海洋缺氧的全球扩张”。第一作者是乔治梅森大学的Mariano N. Remírez和Geoffrey J. Gilleaudeau。除了天梭之外，其他合著者还有乔治梅森大学和马里兰大学的田甘，前加州理工学院博士后学者迈克尔·基普（Michael A. Kipp），马里兰大学的艾伦·考夫曼（Alan J. Kaufman）和意大利那不勒斯大学的马里亚诺·帕伦特（Mariano Parente）。资金由乔治梅森大学提供。

原文链接：https://www.caltech.edu/about/news/sediments-reveal-the-ancient-ocean-during-a-mass-extinction-event