中子揭示珊瑚礁如何应对过去的气候变化

澳大利亚的研究人员开创了一种研究珊瑚化石的新方法,这将提高科学家重建珊瑚礁和海洋如何应对数千年前地球气候变化的能力。硬珊瑚构成了珊瑚礁的结构,它们的骨骼是由一种叫做文石的碳酸钙构成的。矿物的结构 [...]

来源:宇宙杂志

澳大利亚的研究人员开创了一种研究珊瑚化石的新方法,这将提高科学家重建珊瑚礁和海洋如何应对数千年前地球气候变化的能力。

硬珊瑚构成了珊瑚礁的结构,其骨骼由一种称为文石的碳酸钙构成。这种矿物的结构含有微量元素和同位素,为珊瑚生长时的环境条件提供了线索。

文石

“文石保留了我们可以获得的珊瑚过去海洋和气候条件的最佳信号,”开发了这种新方法的悉尼大学地质海岸研究小组的博士生卡拉·威廉姆斯说。

但随着时间的推移,文石会转变为碳酸钙的另一种结构形式,称为方解石,这使得化石无法可靠地用于年代测定和重建过去的气候。

方解石
使用不同方法拍摄的珊瑚化石图像的比较,包括 (d) 3D 中子计算机断层扫描,显示与霰石相对应的高中子散射。珊瑚骨架内拍摄的扫描电子显微照片显示(e,f)文石矿物,(g)文石针和(h)方解石。图片来源:Williams 等人 2025 地球化学、地球物理学、地球系统
Williams 等人 2025 地球化学、地球物理学、地球系统

Williams 和团队现已证明,中子计算机断层扫描 (NCT) 可用于绘制文石在化石珊瑚中存活位置的地图,而不必将它们切开。

中子撞击氢原子时会发生散射,这使得它们非常适合检测文石,文石比方解石含有更多的含氢水和有机物。

“这种方法为从珊瑚样本中恢复气候信息打开了大门,这些样本曾经因改变太多而无法使用,”威廉姆斯说,

“通过以 3D 方式查看化石内部,我们可以区分原始的珊瑚矿物文石和其变化形式的方解石。

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