这些贝壳记录着1亿多年前的气候变化

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图为牡蛎化石壳上的生长纹，“记录”着地球气候演变的历史。视觉中国供图

你知道吗？除了深海岩芯、冰芯、黄土、树木年轮、石笋、珊瑚等，海底或湖底长期积累的贝壳也在“记录”着地球气候演变的历史。

近日，由中国科学家领衔的国际合作团队，对青藏高原上发现的早白垩世时期（1.398亿年-1.329亿年前）的4枚牡蛎化石开展深入研究，并以其为“气候探针”，首次重构了温室地球时期海洋表层温度的季节性波动历史，相关研究成果的论文发表于近期的《科学进展》。

贝壳如何记录环境信息

软体动物贝壳之所以能成为如此精准的气候记录者，源于其独特的生长机制。这些由碳酸钙构成的壳体就像天然的数据存储器，以微米级的精度记录着环境变化。

早白垩世的温室地球时期：夏季，贝壳的生长相对较快，冬季则处于休眠的状态或生长很慢。贝壳上的高亮带就是一年内的生长增量。白天，阳光明媚，温度适宜，贝类新陈代谢快，沉积的碳酸钙形成浅色的纹层；夜晚，光线减少，温度降低，贝类的新陈代谢也相对变慢，体内开始厌氧呼吸，酸酯含量升高，分泌物中有机质含量偏高，形成深色纹层。

涨潮时，营养物质丰富，贝壳的双壳打开，外界水流进入，沉积碳酸钙；当壳体关闭较长时间时，沉积作用就被中断，在这间断的期间就会沉淀薄层有机质。潮越大，壳体钙质层明显增厚；潮越小，钙质层则变薄。

目前，人类已知寿命最长的北极圆蛤，有着长达507年的生命历程，其壳体上留有507道生长纹，每一道都承载着当年的环境信息。

贝壳在环境研究中的优势

与树木和珊瑚相比，贝壳有着自身优势：全球分布的区域广泛，在海洋、半咸水和淡水中都能看到它的身影；硬而致密的碳酸钙壳能够保存完整的化学元素；生长纹层如同树木年轮般精确，生命周期较长。

也正是因为贝壳能够有效地指示环境的变化，可以在不同自然地理区域发挥着检测环境污染和再造地质历史中环境变化的重要作用，在欧洲和美洲，科学家已经用贝壳类软体动物来检测全球环境的变化，模拟构建了近200年来环境变化图景。

牡蛎带来的气候警示

牡蛎俗称蚝或海蛎子，是双壳纲牡蛎科软体动物的统称，广泛分布于全球温带至热带沿海水域，常被用作地质记录和古环境研究的重要生物指标。

此次中国科学家通过精准识别大型牡蛎化石壳体生长纹层、高精度的显微观察和化学成分分析，发现了早白垩世南半球中纬度海域存在与现代相似的季节性温差，冬季水温比夏季低10-15℃。更令人惊讶的是，氧同位素数据暗示当时可能存在季节性冰川消融进而注入海洋的现象。

这一发现颠覆了以往“温室地球背景下海水表层温度季节变化微弱、冰川活动罕见”的传统认知，揭示了气候系统固有的非线性特征。这一研究也警示我们：温室气体浓度的升高不仅会导致整体温度上升，更可能加剧季节差异，引发更频繁的极端天气事件。

在全球变暖的今天，贝壳身上蕴藏的“远古密码”或许能帮助我们读懂地球。它们不仅揭示了早白垩世温室地球的复杂气候模式，也为预测当前全球变暖的潜在影响提供了关键线索。未来，结合高精度技术与长期监测，贝壳类演变研究将继续为地球环境演变提供独特的信息。

（作者系中国科学院南京地质古生物研究所研究员）