第37章 藏著古天氣秘密的硨磲
悠閑的大學時代海釣社團生活 作者:漁歌海韻 投票推薦 加入書簽 留言反饋
敖海源和幾人開著電瓶車很快迴到了碼頭附近。
不敢再叫大姐開了,太刺激了!
在一個丁字路口旁邊,敖海源他們看到了海島上的一個標誌性建築:貝殼博物館。
“這個房子有意思,剛才來的時候沒注意。”小應她們新奇的看著這個房子。
圍牆上用木板寫著:世界第一貝殼樓。
“據說這個貝殼樓使用了500多個品種、100多萬隻流光溢彩的貝螺原殼打造。”
敖海源看著這個貝殼樓忽然想到了老家的瓷房子。
“對,沒錯,這就跟你老家那個瓷房子差不多。”李國勝在一旁說道。
“不不不,這二者的意義不一樣。”敖海源擺著手說,“貝殼樓是有自己的起源和曆史,而瓷房子純粹是為了營銷而建,性質都不一樣,何來差不多。”
那麽為什麽有人會想到用貝殼造房呢?
這還是跟以前的一些曆史有關。
在明朝的時候戰亂不斷,再加上當時倭寇入侵,當時的亂世導致許多房屋被戰爭所破壞。
沿海的居民沒有地方住怎麽辦?
無奈之下,很多人便將這些海蠣殼作為牆,從海邊搬來的大石頭作為地基,建成了極具海邊小屋的樣子,再加上這些海蠣殼非常結實,當地有\"千年磚,萬年殼\"的說法。
不過還真別說,人們用這貝殼造的房子還挺結實,一般都是采用材料混合築牆,牆的外層用的是雜碎土石,牆的內側砌牡蠣殼,牡蠣殼圖麵朝上,每一層都重疊起來,用糯米水跟土攪拌之後粘接上了以後看上去跟魚鱗一樣一層一層的,極其壯觀。
“而且據我所知,這個貝殼樓的主人肖永生從1987年就開始建設,到現在已經曆經36年之久。”
“最重要的是,建成後,這個貝殼樓作為一家民間博物館,是免費對外開放的。能力大小,決定我們擁有什麽;格局的大小,才能決定道路能走多遠。”
“這話說的對,很有哲理啊!哈哈!”一個精神矍鑠的老人站在身後笑著對敖海源他們說道。
“呦,肖老!”張主任一迴頭就驚喜的喊道。
“來來來,認識一下,這位就是貝殼樓的主人,肖永生肖老。肖老,這是敖海源敖教授和他的學生們,這次是應市委市政府的邀請,來島上做休閑遊釣漁業宣傳調研的。”張主任熱情的給雙方介紹著。
每個人做每一件事都會有自己的初衷,或為名,或為利。
“我曾經是一名軍人,也是土生土長的靈山島居民。總有人問我為何放棄了安穩的工作,而去花費大量金錢精力建造貝殼樓,我隻能對他說,靈山島是我的家,我的家一直以來很少被外界所知,島上的人本來就少,現在也越來越少,我希望做一個建築能吸引人來旅遊,讓人口能夠不再流失,留守老人也能吃飽穿暖。僅此而已。”
敖海源不禁伸出手握住肖老的手,那是一雙粗糙卻有力的大手。確是這雙粗糙的大手,建起了這棟有著百萬隻貝殼的獨特建築。
“看您的這雙手就知道,您為了這棟樓沒少受苦。”
“哈哈,當初的設想建造這個貝殼樓肯定會需要到大量的貝殼,如果都去買的話就成本太高了,我也沒那麽多錢,所以在每天沒事的時候我都會去海灘上,撿被海水衝上來的貝殼。”
“但是呢,還有一些特殊的品種是從國外買來的,貴的甚至花到1000多元一隻,對於這些大個頭兒的貝殼,我也隻能找人幫忙運到島上。”
一邊把敖海源他們往裏帶,肖大爺一邊對他們說。
“當然,建造的過程是痛苦卻也快樂的。首先,挑選貝殼就挺煩人的,不是說同一種類的都能用,你要考慮大小是不是一樣,外觀有沒有破損,最終五百萬個貝殼裏也隻有一百萬個合適的。除此之外,造樓不僅要考慮到每處裝飾的寓意和顏色圖案的安排,你還得粘貼呢。太緊太密的不行,我自己看著都惡心,麻應!太鬆太散也不行,不好看。要不還得摘下來重新再來。”
撫摸著牆上的每一塊貝殼,仿佛都能聽到肖大爺建造過程的不易。
“貝殼房”的大門兩側,由鮑魚殼等五六種貝殼裝飾而成,青色、白色交互輝映,個中紅色點綴。而二樓的窗戶,基本靠紅色扇貝殼貼成。肖大爺說,那都是美國紅扇貝。
進了樓,敖海源一眼就看到了一樓和二樓之間鑲嵌的貝殼。
“這是?硨磲?”老敖驚訝的看著眼前的一幕。
“對,好眼光。這是當年靈山島上一位漁民打上來的,光活體就足有1000多斤,待硨磲隻剩貝殼後也隻剩下200餘斤。當時我請了兩個人抬到博物館。當時硨磲在咱們國家還不算保護物種呢。”
看著這個碩大的硨磲,淡定如老敖都忍不住生出撬走它的想法。
悠悠的看了一眼大硨磲,老敖轉身看向學生們。
“你們都知道天氣對於海洋漁業的重要性對吧,但如果要研究海洋漁業的變化,我們就不得不要清楚的了解過去的氣候變化。”
“從16世紀中葉後,歐洲工業革命的發展推動了科學技術的發展,各種氣象觀測儀器紛紛發明出來,比如1593年意大利學者伽利略發明溫度表,1643年意大利學者托裏拆利發明氣壓表,1783年索修爾發明濕度表等等。這些儀器為建立氣象台站提供了必要的條件。地麵氣象觀測台、站相繼建立,形成了地麵氣象觀測網。”
“雖然人類發明溫度計、氣壓計等氣象觀測儀器的時間有近400年的曆史,但是早期的觀測資料要麽沒有統一的標準,要麽已經遺失,而且在地域分布上也比較稀疏且不均勻。高質量的氣象站觀測資料最長不過一百多年,大部分的氣象站則不到100年。”
“可這不足百年的氣象資料對於準確了解地球氣候和天氣的變化並預測未來是遠遠不夠的。所以為了彌補現代器測資料的短缺,自19世紀中期以來,地質學家們開始利用地球上的各種地質生物載體,如冰芯、海洋沉積、樹輪、珊瑚、湖沼沉積、石筍等,來重建地球過去的氣候變化,並由此誕生了古氣候學這樣一門學科。”
“比如利用樹輪的寬度重建某一區域過去數千年的溫度或者降水變化;利用珊瑚年層的氧同位素和元素比值重建海洋表麵的溫度變化;利用黃土沉積的粒度來指示過去幾百萬年東亞冬季風的強度等等。”
經過一百多年的努力,地質學家們成功地構建了過去6500萬年甚至更長時間地球氣候變化的框架。這些知識極大地豐富了我們對於地球氣候曆史的了解,讓我們知道了地球曆史上曾經存在過超級大冰期、超級大暖期,也存在過劇烈的冰期-間冰期旋迴,還幫助我們理解了當前全球變暖在地球氣候曆史上的地位。
“古氣候學都聽說過對吧,那麽你們誰聽說過古天氣學?”敖海源問自己的學生們。
對視一眼,幾人紛紛搖頭。
“是古天氣研究不重要嗎?當然不是。”
雖然地質學家們開發出了很多古氣候研究載體,如但是他們能夠提供的信息的時間分辨率都太低,通常為數十年到數百年,最高分辨率的載體如樹輪和珊瑚,也隻能到年或者月。也就是說,我們通過這些地質生物載體獲取的,都是幾百年平均,最多幾個月平均的氣候信息。這些信息可以用來理解地球氣候(月及以上尺度)的變化,但是無法用於研究發生時間在日-小時甚至更短時間尺度的天氣變化。
這個時間跨度就像手機攝像頭的像素,你說你拍個美女,模模糊糊的,能說她是個美女嗎?隻是看個大概,能看出膚白貌美大長腿嗎?
顯然不能。
而天氣是大氣物理特征的瞬時態,時間尺度通常以日、小時、分鍾甚至秒來劃分,比如一場暴雨、一個台風、一次寒潮等。
既然天氣研究很重要,現代天氣觀測資料又有限, 那為什麽科學家們不像開發古氣候學一樣,開發出古天氣學呢? 如果獲得了過去溫暖期地球天氣係統的狀態和變率的資料,對於預測未來全球變暖預期下天氣係統的發展趨勢顯然是有利的。
答案是:大家都想,但是臣妾做不到啊。
老敖一拍這個碩大的硨磲殼。
“就是這麽個大寶貝,中國科學院地球環境研究所等單位研究人員經過5年多的努力,發現從南海硨磲化石中可以獲得日-小時分辨率的古代天氣信息。”
硨磲是全球最大的雙殼類貝殼,自始新世(距今約5000萬年)以來便一直是熱帶太平洋-印度洋珊瑚礁中的重要組成部分。硨磲壽命能達到甚至超過100年,其碳酸鹽殼體生長速度非常快,幾十年就能長到1米以上。硨磲殼體通常具有年生長紋層甚至日生長紋層,所以它是一種非常理想的高分辨率全球變化曆史研究載體。
“大家知道,我們常見的小貝殼通常是開口向下,可以通過肌肉移動。但硨磲一般都是開口向上固定在珊瑚礁盤上,一輩子都不會移動。這個固定不動的特征對於我們做古氣候、古天氣研究非常重要。如果硨磲不停地移動,那麽所記錄的氣候環境信息就會隨位置的改變而受到幹擾。好在硨磲一輩子不移動,就像一個海洋氣象站一樣,在同一個位置不停地記錄周邊的海洋、天氣、氣候信息。簡直就是天生的‘地質氣象站’。”
硨磲表麵的外套膜上麵,有很多蟲黃藻,蟲黃藻光合作用能直接給硨磲提供能量,因此硨磲實際上是靠光合作用生活的,除了幼年期吃幾個蟲黃藻外,一輩子幾乎不吃東西。硨磲靠光合作用生活的特性,對於我們用硨磲做古天氣重建也非常重要,天氣一變化,蟲黃藻光合作用效率就會變化,硨磲生長速率等生物地球化學特征就會變化。因此通過測試化石硨磲的生長速率變化,就有可能提取出古代氣候和天氣變化的信息。
“硨磲壽命最長能到100年,大部分在50年左右。也就是說,單個的硨磲可以提供50-100年的氣候或天氣記錄。雖然不長,但是某片海域有很多個硨磲化石,有的生活在幾十年前,有的在幾百年前,有的在幾千年甚至幾萬年前,那麽這一堆的化石在一起,就能提供很多過去的氣候和天氣變化信息。”
老敖用手一指展區曆的這個硨磲,“你們看這裏,這個就是硨磲的年紋層。”
“因為冬夏的生長速率不同,碳酸鹽呈現出不同的光學特征。每個年紋層的寬度不一,大約1-20毫米,幼年期的時候長得快點,老了長得慢點。但是它不會像人一樣年紀大了就不長高,它隻是長得慢點,但仍然會長。”
利用特製的設備,科研工作人員就可以從每個硨磲年紋層中采取樣品,獲得月分辨率的樣品。對這些樣品進行測試,就可以獲得月分辨率的氧同位素、元素比值等記錄。這些數據主要受溫度控製,它們與溫度之間有定量關係,可以建立轉換方程,從而計算當時的溫度。
“這就是利用硨磲進行古氣候研究的基本原理。通常我們采集一個硨磲化石後,會用碳14測年方法測定它大致生活在什麽年代,然後進行采樣,最後得出結論。”
“但是,到這裏為止,我們能利用硨磲所做的仍然是古氣候研究,分辨率為月,仍然無法深入到日-小時尺度的天氣變化。”
“之前我們觀測硨磲年紋層用的都是肉眼看,後來我們升級了,采用了生物學研究上常用的激光共聚焦顯微鏡,在顯微鏡下我們看到了清晰連續的日生長紋層。日紋層寬度為10-60微米。也就是說,硨磲實際上每天在長一小層,隻是我們肉眼看不到,但顯微鏡能看到。”
“每天長一層?真是懶得脫衣服啊!”劉浩民笑道。
“這個日紋層很重要,因為它可以用來建立日分辨率的年代學框架,這也是我們進行日分辨率古天氣研究的基礎。”老敖劃拉著硨磲繼續說。
如果硨磲有清晰連續的日紋層,那麽我們就可以把硨磲壽命中所經曆過的時間一天一天地分開。然後至少可以根據每天的生長寬度建立硨磲日分辨率的生長速率變化。前麵我們也說過,硨磲生長靠光合作用,會受到天氣變化影響。因此日生長速率的快慢就有可能反映當時的天氣變化。
有了準確的日分辨率年代學框架,我們還可以進一步在每個日紋層中做文章,把分辨率進一步提高。比如用納米二次離子質譜測試日紋層中的元素分布。
剛才提到硨磲每個日紋層寬度在10-60微米,而納米二次離子質譜的測試分辨率可達1微米甚至更高,理論上可在每個日紋層中獲得10-60個連續元素數據(數據分辨率0.4-2.4小時),可建立小時分辨率的地球化學序列。
有了日分辨率的生長速率和小時分辨率的地球化學記錄,我們就可以開展日-小時分辨率的古天氣研究了。比如我們發現,硨磲日-小時分辨率生長速率和元素比值記錄中的脈衝式突變,幾乎都與南海北部的極端天氣事件有關,如夏季的台風和冬季的寒潮。比如,在台風襲擊南海北部的時候,硨磲日生長速率會因為天氣狀況的變差而降低;同時台風帶來的強風攪動可以導致海洋表層fe、ba等營養鹽的升高和表層生產力的增加,並在硨磲地球化學參數中得到記錄。
“比如,我們獲得了一個硨磲化石,利用碳14測年法得到這個硨磲存活在大約2000年前,也就是我國的漢朝時期。那麽再通過肉眼數年紋層,我們知道了這個硨磲壽命是60年,那麽我們就可以建立連續60年的相對年代學框架。再通過測試月分辨率的氧同位素、元素比值來計算當時的平均氣候狀態,假如計算結果顯示那時候的溫度比現在高1.2c,那麽就可以推斷我國漢朝的時候,距今2000年左右,南海的溫度比現在高1.2c,是一個典型的溫暖期。進一步利用激光共聚焦顯微鏡和納米二次離子質譜,我們可以獲得這60年中,日-小時分辨率的生物地球化學記錄。隨後我們就可以對當時的天氣狀況進行分析,比如每年有多少次台風,多少次暴雨,冬天有多少次寒潮等等。”
“這麽神奇的嗎?”董博君看著眼前的這個大家夥不禁問道。
“看似離譜,實際上它真的挺靠譜!因為它是目前唯一具有日紋層的生物。”老敖無奈的一攤手。
正如前麵所說,硨磲有潛力記錄古天氣信息,關鍵在於它有日紋層。那麽問題來了,其他地質生物載體有沒有日紋層?比如樹輪和珊瑚。
答案是,科學家們也做過不少嚐試,暫時沒發現還有哪種載體有清晰連續的日紋層。
比如樹輪。顯微學分析顯示,樹木基本上是一個季節生長一些細胞層,但不是每天,無法獲得日紋層。而且樹木通常在冬天會停止生長或生長緩慢,也無法提供連續的記錄。
再比如珊瑚,科學家們對南海珊瑚樣品也進行了顯微學分析,沒有發現日紋層。
從理論上講,硨磲是單個生命體,每天分泌鈣質流體,長一層是合理的。而珊瑚則是珊瑚蟲分泌的石灰質骨骼聚結而成的,理論上也難以有清晰連續的日紋層。
其他小貝殼跟硨磲類似,理論上可能有,但是相比於硨磲,他們的生長速率太慢,但是現有技術可能很難從中獲得清晰連續的日紋層。
即便有,也很少有硨磲這麽大個體的化石,經過千百年海水的衝刷,也有可能碎成渣渣了。
“有人提出來過,硨磲日紋層會不會有缺失?對此我們已經做過一些驗證,暫未發現明顯缺失現象。比如我們在南海采集了一個很大的硨磲,年紋層和同位素年周期顯示,壽命約為23.5-24年,我們對日紋層進行計數,總日紋層為8649層,平均為360到368層每年,基本上沒有明顯缺失。”
還有一個問題是,碳14測年誤差會有幾十年,化石硨磲的年代測定隻能用碳14測定,是否會影響硨磲古天氣研究?
“答案是:不會。碳14測試隻是告訴我們硨磲生活在什麽時代,這已經足夠了。我們最需要的是精確的相對年代學,保證在硨磲壽命期間的幾十年裏,我們得到的天分辨率記錄是連續的,這樣我們就可以分析在這幾十年裏,天氣狀況是如何的。”
“比如上麵提到那個漢朝化石硨磲,我們最終得到的是,在距今2000年左右的60年裏,南海溫度比現在高1.2c左右,是個典型的溫暖期,以及這60年裏,台風如何,暴雨如何,寒潮如何等等。至於這60年是距今2000-2060年,還是2010-2070年,並不是很重要。”
“怪不得這玩意兒變成保護物種了呢!”陳傑豪撫摸著這個大家夥喃喃自語。
“其實不光是研究價值,這個硨磲還有個名字叫做碰不得係列之牢底坐穿貝。”小應哈哈笑著補充。
“在《阿彌陀經》、《稱讚淨土經》、《般若經》這些佛學著作中都提到的佛教七寶雖然各有所指,但“硨磲”是被通認的至寶之一,但很多人不知道的是在佛教界中所謂的“硨磲”,指的卻是深青或紫色的礦石或玉石,代表石類中的某種珍寶之意,並非殺生取殼作為念珠或供養佛菩薩之物品。因為同音同字,很多人錯誤的認為此“硨磲”和彼“硨磲”是相同的,導致海中的硨磲受到了很多的無妄之災。”
“對,沒錯,拋開文玩市場上的價值不談,硨磲的重要性不僅在於它能為科研提供一些參考,對當地海域的天氣變化提供數據。其實它還是我國南海主權維護中的一個重要環節。”
?????這東西還能維護國家主權?
看到大家不信的樣子,還沒等敖海源說話,旁邊聽了半天的肖老說話了。
“你們老師真是博學,他說的沒錯,這東西還真是可以維護國家主權,你們想啊,現在它是國家一級保護動物對吧,既然是國家保護動物我們就得大力進行人工培育,硨磲一旦培育成功,就可以名正言順的以“保護硨磲、恢複生態”為名義在海域中投放人工養殖的硨磲,由於是這麽“環保”的活動,別的國家又不好幹涉……再到後來,我們就可以以保護硨磲的名義,建設海島、開發旅遊,甚至建造基礎設施、派遣海警,這樣一來,南海的很多海島就會被保護起來,周邊那些紅眼病的家夥自然就無法再染指了。”
什麽,你那船漏水了迫不得已坐落在礁石上?不好意思,那個地方是我國重要保護動物的棲息地,船留下當人工魚礁,人走,不走也留下來當肥料。
當然,硨磲的優質特性也是其在南海戰略發揮關鍵角色的依托:硨磲不僅是水簇觀賞和經濟貝類,更是熱帶珊瑚島礁重要的造礁、護礁生物,在維護熱帶珊瑚島礁生物多樣性、島礁穩固安全等方麵發揮重要作用。
而且,一旦硨磲在文玩市場開始火爆,我們還能以保護優秀民族珍寶的名義對硨磲進行更加嚴格的管理,也更利於我們保護南海主權!
想來偷硨磲?先問問勞資手裏的二踢腳勁兒夠不夠大!!!
對著這個大硨磲七兄妹又是研究又是拍照,好一通折騰,就差給大硨磲掰下來了。
依依不舍的告別肖老,老敖和七兄妹離開了貝殼樓。
不敢再叫大姐開了,太刺激了!
在一個丁字路口旁邊,敖海源他們看到了海島上的一個標誌性建築:貝殼博物館。
“這個房子有意思,剛才來的時候沒注意。”小應她們新奇的看著這個房子。
圍牆上用木板寫著:世界第一貝殼樓。
“據說這個貝殼樓使用了500多個品種、100多萬隻流光溢彩的貝螺原殼打造。”
敖海源看著這個貝殼樓忽然想到了老家的瓷房子。
“對,沒錯,這就跟你老家那個瓷房子差不多。”李國勝在一旁說道。
“不不不,這二者的意義不一樣。”敖海源擺著手說,“貝殼樓是有自己的起源和曆史,而瓷房子純粹是為了營銷而建,性質都不一樣,何來差不多。”
那麽為什麽有人會想到用貝殼造房呢?
這還是跟以前的一些曆史有關。
在明朝的時候戰亂不斷,再加上當時倭寇入侵,當時的亂世導致許多房屋被戰爭所破壞。
沿海的居民沒有地方住怎麽辦?
無奈之下,很多人便將這些海蠣殼作為牆,從海邊搬來的大石頭作為地基,建成了極具海邊小屋的樣子,再加上這些海蠣殼非常結實,當地有\"千年磚,萬年殼\"的說法。
不過還真別說,人們用這貝殼造的房子還挺結實,一般都是采用材料混合築牆,牆的外層用的是雜碎土石,牆的內側砌牡蠣殼,牡蠣殼圖麵朝上,每一層都重疊起來,用糯米水跟土攪拌之後粘接上了以後看上去跟魚鱗一樣一層一層的,極其壯觀。
“而且據我所知,這個貝殼樓的主人肖永生從1987年就開始建設,到現在已經曆經36年之久。”
“最重要的是,建成後,這個貝殼樓作為一家民間博物館,是免費對外開放的。能力大小,決定我們擁有什麽;格局的大小,才能決定道路能走多遠。”
“這話說的對,很有哲理啊!哈哈!”一個精神矍鑠的老人站在身後笑著對敖海源他們說道。
“呦,肖老!”張主任一迴頭就驚喜的喊道。
“來來來,認識一下,這位就是貝殼樓的主人,肖永生肖老。肖老,這是敖海源敖教授和他的學生們,這次是應市委市政府的邀請,來島上做休閑遊釣漁業宣傳調研的。”張主任熱情的給雙方介紹著。
每個人做每一件事都會有自己的初衷,或為名,或為利。
“我曾經是一名軍人,也是土生土長的靈山島居民。總有人問我為何放棄了安穩的工作,而去花費大量金錢精力建造貝殼樓,我隻能對他說,靈山島是我的家,我的家一直以來很少被外界所知,島上的人本來就少,現在也越來越少,我希望做一個建築能吸引人來旅遊,讓人口能夠不再流失,留守老人也能吃飽穿暖。僅此而已。”
敖海源不禁伸出手握住肖老的手,那是一雙粗糙卻有力的大手。確是這雙粗糙的大手,建起了這棟有著百萬隻貝殼的獨特建築。
“看您的這雙手就知道,您為了這棟樓沒少受苦。”
“哈哈,當初的設想建造這個貝殼樓肯定會需要到大量的貝殼,如果都去買的話就成本太高了,我也沒那麽多錢,所以在每天沒事的時候我都會去海灘上,撿被海水衝上來的貝殼。”
“但是呢,還有一些特殊的品種是從國外買來的,貴的甚至花到1000多元一隻,對於這些大個頭兒的貝殼,我也隻能找人幫忙運到島上。”
一邊把敖海源他們往裏帶,肖大爺一邊對他們說。
“當然,建造的過程是痛苦卻也快樂的。首先,挑選貝殼就挺煩人的,不是說同一種類的都能用,你要考慮大小是不是一樣,外觀有沒有破損,最終五百萬個貝殼裏也隻有一百萬個合適的。除此之外,造樓不僅要考慮到每處裝飾的寓意和顏色圖案的安排,你還得粘貼呢。太緊太密的不行,我自己看著都惡心,麻應!太鬆太散也不行,不好看。要不還得摘下來重新再來。”
撫摸著牆上的每一塊貝殼,仿佛都能聽到肖大爺建造過程的不易。
“貝殼房”的大門兩側,由鮑魚殼等五六種貝殼裝飾而成,青色、白色交互輝映,個中紅色點綴。而二樓的窗戶,基本靠紅色扇貝殼貼成。肖大爺說,那都是美國紅扇貝。
進了樓,敖海源一眼就看到了一樓和二樓之間鑲嵌的貝殼。
“這是?硨磲?”老敖驚訝的看著眼前的一幕。
“對,好眼光。這是當年靈山島上一位漁民打上來的,光活體就足有1000多斤,待硨磲隻剩貝殼後也隻剩下200餘斤。當時我請了兩個人抬到博物館。當時硨磲在咱們國家還不算保護物種呢。”
看著這個碩大的硨磲,淡定如老敖都忍不住生出撬走它的想法。
悠悠的看了一眼大硨磲,老敖轉身看向學生們。
“你們都知道天氣對於海洋漁業的重要性對吧,但如果要研究海洋漁業的變化,我們就不得不要清楚的了解過去的氣候變化。”
“從16世紀中葉後,歐洲工業革命的發展推動了科學技術的發展,各種氣象觀測儀器紛紛發明出來,比如1593年意大利學者伽利略發明溫度表,1643年意大利學者托裏拆利發明氣壓表,1783年索修爾發明濕度表等等。這些儀器為建立氣象台站提供了必要的條件。地麵氣象觀測台、站相繼建立,形成了地麵氣象觀測網。”
“雖然人類發明溫度計、氣壓計等氣象觀測儀器的時間有近400年的曆史,但是早期的觀測資料要麽沒有統一的標準,要麽已經遺失,而且在地域分布上也比較稀疏且不均勻。高質量的氣象站觀測資料最長不過一百多年,大部分的氣象站則不到100年。”
“可這不足百年的氣象資料對於準確了解地球氣候和天氣的變化並預測未來是遠遠不夠的。所以為了彌補現代器測資料的短缺,自19世紀中期以來,地質學家們開始利用地球上的各種地質生物載體,如冰芯、海洋沉積、樹輪、珊瑚、湖沼沉積、石筍等,來重建地球過去的氣候變化,並由此誕生了古氣候學這樣一門學科。”
“比如利用樹輪的寬度重建某一區域過去數千年的溫度或者降水變化;利用珊瑚年層的氧同位素和元素比值重建海洋表麵的溫度變化;利用黃土沉積的粒度來指示過去幾百萬年東亞冬季風的強度等等。”
經過一百多年的努力,地質學家們成功地構建了過去6500萬年甚至更長時間地球氣候變化的框架。這些知識極大地豐富了我們對於地球氣候曆史的了解,讓我們知道了地球曆史上曾經存在過超級大冰期、超級大暖期,也存在過劇烈的冰期-間冰期旋迴,還幫助我們理解了當前全球變暖在地球氣候曆史上的地位。
“古氣候學都聽說過對吧,那麽你們誰聽說過古天氣學?”敖海源問自己的學生們。
對視一眼,幾人紛紛搖頭。
“是古天氣研究不重要嗎?當然不是。”
雖然地質學家們開發出了很多古氣候研究載體,如但是他們能夠提供的信息的時間分辨率都太低,通常為數十年到數百年,最高分辨率的載體如樹輪和珊瑚,也隻能到年或者月。也就是說,我們通過這些地質生物載體獲取的,都是幾百年平均,最多幾個月平均的氣候信息。這些信息可以用來理解地球氣候(月及以上尺度)的變化,但是無法用於研究發生時間在日-小時甚至更短時間尺度的天氣變化。
這個時間跨度就像手機攝像頭的像素,你說你拍個美女,模模糊糊的,能說她是個美女嗎?隻是看個大概,能看出膚白貌美大長腿嗎?
顯然不能。
而天氣是大氣物理特征的瞬時態,時間尺度通常以日、小時、分鍾甚至秒來劃分,比如一場暴雨、一個台風、一次寒潮等。
既然天氣研究很重要,現代天氣觀測資料又有限, 那為什麽科學家們不像開發古氣候學一樣,開發出古天氣學呢? 如果獲得了過去溫暖期地球天氣係統的狀態和變率的資料,對於預測未來全球變暖預期下天氣係統的發展趨勢顯然是有利的。
答案是:大家都想,但是臣妾做不到啊。
老敖一拍這個碩大的硨磲殼。
“就是這麽個大寶貝,中國科學院地球環境研究所等單位研究人員經過5年多的努力,發現從南海硨磲化石中可以獲得日-小時分辨率的古代天氣信息。”
硨磲是全球最大的雙殼類貝殼,自始新世(距今約5000萬年)以來便一直是熱帶太平洋-印度洋珊瑚礁中的重要組成部分。硨磲壽命能達到甚至超過100年,其碳酸鹽殼體生長速度非常快,幾十年就能長到1米以上。硨磲殼體通常具有年生長紋層甚至日生長紋層,所以它是一種非常理想的高分辨率全球變化曆史研究載體。
“大家知道,我們常見的小貝殼通常是開口向下,可以通過肌肉移動。但硨磲一般都是開口向上固定在珊瑚礁盤上,一輩子都不會移動。這個固定不動的特征對於我們做古氣候、古天氣研究非常重要。如果硨磲不停地移動,那麽所記錄的氣候環境信息就會隨位置的改變而受到幹擾。好在硨磲一輩子不移動,就像一個海洋氣象站一樣,在同一個位置不停地記錄周邊的海洋、天氣、氣候信息。簡直就是天生的‘地質氣象站’。”
硨磲表麵的外套膜上麵,有很多蟲黃藻,蟲黃藻光合作用能直接給硨磲提供能量,因此硨磲實際上是靠光合作用生活的,除了幼年期吃幾個蟲黃藻外,一輩子幾乎不吃東西。硨磲靠光合作用生活的特性,對於我們用硨磲做古天氣重建也非常重要,天氣一變化,蟲黃藻光合作用效率就會變化,硨磲生長速率等生物地球化學特征就會變化。因此通過測試化石硨磲的生長速率變化,就有可能提取出古代氣候和天氣變化的信息。
“硨磲壽命最長能到100年,大部分在50年左右。也就是說,單個的硨磲可以提供50-100年的氣候或天氣記錄。雖然不長,但是某片海域有很多個硨磲化石,有的生活在幾十年前,有的在幾百年前,有的在幾千年甚至幾萬年前,那麽這一堆的化石在一起,就能提供很多過去的氣候和天氣變化信息。”
老敖用手一指展區曆的這個硨磲,“你們看這裏,這個就是硨磲的年紋層。”
“因為冬夏的生長速率不同,碳酸鹽呈現出不同的光學特征。每個年紋層的寬度不一,大約1-20毫米,幼年期的時候長得快點,老了長得慢點。但是它不會像人一樣年紀大了就不長高,它隻是長得慢點,但仍然會長。”
利用特製的設備,科研工作人員就可以從每個硨磲年紋層中采取樣品,獲得月分辨率的樣品。對這些樣品進行測試,就可以獲得月分辨率的氧同位素、元素比值等記錄。這些數據主要受溫度控製,它們與溫度之間有定量關係,可以建立轉換方程,從而計算當時的溫度。
“這就是利用硨磲進行古氣候研究的基本原理。通常我們采集一個硨磲化石後,會用碳14測年方法測定它大致生活在什麽年代,然後進行采樣,最後得出結論。”
“但是,到這裏為止,我們能利用硨磲所做的仍然是古氣候研究,分辨率為月,仍然無法深入到日-小時尺度的天氣變化。”
“之前我們觀測硨磲年紋層用的都是肉眼看,後來我們升級了,采用了生物學研究上常用的激光共聚焦顯微鏡,在顯微鏡下我們看到了清晰連續的日生長紋層。日紋層寬度為10-60微米。也就是說,硨磲實際上每天在長一小層,隻是我們肉眼看不到,但顯微鏡能看到。”
“每天長一層?真是懶得脫衣服啊!”劉浩民笑道。
“這個日紋層很重要,因為它可以用來建立日分辨率的年代學框架,這也是我們進行日分辨率古天氣研究的基礎。”老敖劃拉著硨磲繼續說。
如果硨磲有清晰連續的日紋層,那麽我們就可以把硨磲壽命中所經曆過的時間一天一天地分開。然後至少可以根據每天的生長寬度建立硨磲日分辨率的生長速率變化。前麵我們也說過,硨磲生長靠光合作用,會受到天氣變化影響。因此日生長速率的快慢就有可能反映當時的天氣變化。
有了準確的日分辨率年代學框架,我們還可以進一步在每個日紋層中做文章,把分辨率進一步提高。比如用納米二次離子質譜測試日紋層中的元素分布。
剛才提到硨磲每個日紋層寬度在10-60微米,而納米二次離子質譜的測試分辨率可達1微米甚至更高,理論上可在每個日紋層中獲得10-60個連續元素數據(數據分辨率0.4-2.4小時),可建立小時分辨率的地球化學序列。
有了日分辨率的生長速率和小時分辨率的地球化學記錄,我們就可以開展日-小時分辨率的古天氣研究了。比如我們發現,硨磲日-小時分辨率生長速率和元素比值記錄中的脈衝式突變,幾乎都與南海北部的極端天氣事件有關,如夏季的台風和冬季的寒潮。比如,在台風襲擊南海北部的時候,硨磲日生長速率會因為天氣狀況的變差而降低;同時台風帶來的強風攪動可以導致海洋表層fe、ba等營養鹽的升高和表層生產力的增加,並在硨磲地球化學參數中得到記錄。
“比如,我們獲得了一個硨磲化石,利用碳14測年法得到這個硨磲存活在大約2000年前,也就是我國的漢朝時期。那麽再通過肉眼數年紋層,我們知道了這個硨磲壽命是60年,那麽我們就可以建立連續60年的相對年代學框架。再通過測試月分辨率的氧同位素、元素比值來計算當時的平均氣候狀態,假如計算結果顯示那時候的溫度比現在高1.2c,那麽就可以推斷我國漢朝的時候,距今2000年左右,南海的溫度比現在高1.2c,是一個典型的溫暖期。進一步利用激光共聚焦顯微鏡和納米二次離子質譜,我們可以獲得這60年中,日-小時分辨率的生物地球化學記錄。隨後我們就可以對當時的天氣狀況進行分析,比如每年有多少次台風,多少次暴雨,冬天有多少次寒潮等等。”
“這麽神奇的嗎?”董博君看著眼前的這個大家夥不禁問道。
“看似離譜,實際上它真的挺靠譜!因為它是目前唯一具有日紋層的生物。”老敖無奈的一攤手。
正如前麵所說,硨磲有潛力記錄古天氣信息,關鍵在於它有日紋層。那麽問題來了,其他地質生物載體有沒有日紋層?比如樹輪和珊瑚。
答案是,科學家們也做過不少嚐試,暫時沒發現還有哪種載體有清晰連續的日紋層。
比如樹輪。顯微學分析顯示,樹木基本上是一個季節生長一些細胞層,但不是每天,無法獲得日紋層。而且樹木通常在冬天會停止生長或生長緩慢,也無法提供連續的記錄。
再比如珊瑚,科學家們對南海珊瑚樣品也進行了顯微學分析,沒有發現日紋層。
從理論上講,硨磲是單個生命體,每天分泌鈣質流體,長一層是合理的。而珊瑚則是珊瑚蟲分泌的石灰質骨骼聚結而成的,理論上也難以有清晰連續的日紋層。
其他小貝殼跟硨磲類似,理論上可能有,但是相比於硨磲,他們的生長速率太慢,但是現有技術可能很難從中獲得清晰連續的日紋層。
即便有,也很少有硨磲這麽大個體的化石,經過千百年海水的衝刷,也有可能碎成渣渣了。
“有人提出來過,硨磲日紋層會不會有缺失?對此我們已經做過一些驗證,暫未發現明顯缺失現象。比如我們在南海采集了一個很大的硨磲,年紋層和同位素年周期顯示,壽命約為23.5-24年,我們對日紋層進行計數,總日紋層為8649層,平均為360到368層每年,基本上沒有明顯缺失。”
還有一個問題是,碳14測年誤差會有幾十年,化石硨磲的年代測定隻能用碳14測定,是否會影響硨磲古天氣研究?
“答案是:不會。碳14測試隻是告訴我們硨磲生活在什麽時代,這已經足夠了。我們最需要的是精確的相對年代學,保證在硨磲壽命期間的幾十年裏,我們得到的天分辨率記錄是連續的,這樣我們就可以分析在這幾十年裏,天氣狀況是如何的。”
“比如上麵提到那個漢朝化石硨磲,我們最終得到的是,在距今2000年左右的60年裏,南海溫度比現在高1.2c左右,是個典型的溫暖期,以及這60年裏,台風如何,暴雨如何,寒潮如何等等。至於這60年是距今2000-2060年,還是2010-2070年,並不是很重要。”
“怪不得這玩意兒變成保護物種了呢!”陳傑豪撫摸著這個大家夥喃喃自語。
“其實不光是研究價值,這個硨磲還有個名字叫做碰不得係列之牢底坐穿貝。”小應哈哈笑著補充。
“在《阿彌陀經》、《稱讚淨土經》、《般若經》這些佛學著作中都提到的佛教七寶雖然各有所指,但“硨磲”是被通認的至寶之一,但很多人不知道的是在佛教界中所謂的“硨磲”,指的卻是深青或紫色的礦石或玉石,代表石類中的某種珍寶之意,並非殺生取殼作為念珠或供養佛菩薩之物品。因為同音同字,很多人錯誤的認為此“硨磲”和彼“硨磲”是相同的,導致海中的硨磲受到了很多的無妄之災。”
“對,沒錯,拋開文玩市場上的價值不談,硨磲的重要性不僅在於它能為科研提供一些參考,對當地海域的天氣變化提供數據。其實它還是我國南海主權維護中的一個重要環節。”
?????這東西還能維護國家主權?
看到大家不信的樣子,還沒等敖海源說話,旁邊聽了半天的肖老說話了。
“你們老師真是博學,他說的沒錯,這東西還真是可以維護國家主權,你們想啊,現在它是國家一級保護動物對吧,既然是國家保護動物我們就得大力進行人工培育,硨磲一旦培育成功,就可以名正言順的以“保護硨磲、恢複生態”為名義在海域中投放人工養殖的硨磲,由於是這麽“環保”的活動,別的國家又不好幹涉……再到後來,我們就可以以保護硨磲的名義,建設海島、開發旅遊,甚至建造基礎設施、派遣海警,這樣一來,南海的很多海島就會被保護起來,周邊那些紅眼病的家夥自然就無法再染指了。”
什麽,你那船漏水了迫不得已坐落在礁石上?不好意思,那個地方是我國重要保護動物的棲息地,船留下當人工魚礁,人走,不走也留下來當肥料。
當然,硨磲的優質特性也是其在南海戰略發揮關鍵角色的依托:硨磲不僅是水簇觀賞和經濟貝類,更是熱帶珊瑚島礁重要的造礁、護礁生物,在維護熱帶珊瑚島礁生物多樣性、島礁穩固安全等方麵發揮重要作用。
而且,一旦硨磲在文玩市場開始火爆,我們還能以保護優秀民族珍寶的名義對硨磲進行更加嚴格的管理,也更利於我們保護南海主權!
想來偷硨磲?先問問勞資手裏的二踢腳勁兒夠不夠大!!!
對著這個大硨磲七兄妹又是研究又是拍照,好一通折騰,就差給大硨磲掰下來了。
依依不舍的告別肖老,老敖和七兄妹離開了貝殼樓。