发现海水中含有古代世界的痕迹

December2017

新生代和中生代石盐流体包裹体中Li+/Mg2+比值的直方图和频率分布曲线。(A)现代(0 Ma)、墨西拿(5.61至5.55 Ma)、塞拉瓦利安-托尔顿安(11.8至7.2 Ma)、朗希安-塞拉瓦利安(13.81至13.1 Ma)、阿尔比安-塞诺曼安(112.2至93.5 Ma)和金梅里迪安-提托尼安(155.7至145.5 Ma)包体卤水的Li+/Mg2+比率的正态分布。(B)普里阿博尼期(~36 Ma)包裹体的双峰分布。使用Sturges规则[log2(n) + 1，其中n是数据点的数量]计算容器大小。小的垂直虚线表示核密度估计的模式。直方图(Serravallian-Tortonian、Langhian-Serravallian、Kimmeridgian-Tithonian和Priabonian)头部和尾部的3σ (99.7%置信区间)之外的异常值(红色)从统计分析中排除。这种异常值是由于对流体包裹体的激光消融控制不佳(13)。信用:科学进展(2023)。DOI: 10.1126

（）据宾汉姆顿大学（詹妮弗·米凯尔）：海盐隐藏着一个秘密:它来自海水的微小水滴，保存着地质历史。

利用从国家科学基金会资助基金中获得的专门设备，普林斯顿大学博士后研究员梅布拉图·韦尔德吉布瑞尔博士和宾汉姆顿大学地球科学杰出教授蒂姆·洛温斯坦能够重建过去1.5亿年海水化学的变化，并获得了对相关地质过程和气候变化的见解。

他们的文章“海底热液系统控制海水[Li+]的长期变化:来自流体包裹体的证据”最近发表在《科学进展》杂志上。

洛温斯坦解释说，海洋“就像是不同元素的大杂烩”。钠和氯化物是最常见的，但还有几十种溶解在海水中的微量元素，如锂。

他们研究了美国、欧洲、亚洲和非洲地理上不同的沉积盆地在过去1.5亿年的不同时期形成的海盐。在盐样本中有一些微小的口袋，里面含有一些古代海水。

为了获取微小的液滴，研究人员使用激光在盐晶体中钻孔，然后使用质谱仪分析不同的微量元素。在这项研究中，他们特别关注锂的浓度，这种微量元素在过去的1.5亿年里持续下降了7倍，同时镁与钙的比例上升。

但是为什么呢？

海水成分长期变化的原因已经争论了二十年。研究人员提出，海水中锂浓度的下降主要与海洋地壳产量减少和海底热液活动减少有关，这两者都受到构造板块运动的影响。

在过去的1.5亿年中，板块活动的放缓导致海洋中添加的锂减少，释放到大气中的二氧化碳减少，最终导致全球变冷和现在的冰河时代。时光倒流1.5亿年，地球是一个更温暖的地方，大气中的二氧化碳更多，海洋中的锂也更多。

“海洋化学和大气化学之间有着密切的联系，”Weldeghebriel说。"海洋中发生的任何变化也反映了大气中发生的变化."

总的来说，Weldeghebriel和Lowenstein的研究在理解地球古代海洋的化学成分以及构造板块的运动如何影响地球水圈和大气层的组成方面取得了重大进展。这种化学变化也影响了生物学，例如海洋生物用碳酸钙建造外壳。

“海洋和大气是相互联系的，它们如何变化也是相关的，”洛温斯坦解释道。“一切都是有联系的。”