哪些微小的化石能告诉我们气候的变化

在冰雪中的玫瑰

Harpur文理学院地球科学和环境研究助理教授Adriane Lam在她的科学1实验室展示化石标本。学分:乔纳森·科恩，宾厄姆顿大学

（）据宾厄姆顿大学（布莱辛·麦克法拉尼）：随着地球持续变暖，Adriane Lam的研究使科学家能够更准确地预测未来的气候和动物学变化。

Lam是古生物学家和古海洋学家，是纽约州立大学宾汉姆顿大学地球科学系的助理教授，但她是在弗吉尼亚州汉诺威县的一个农村小镇长大的。这个小镇位于该州的偏远地区，这有助于她进行第一次科学探索:她收集岩石和动物头骨，并学会了如何区分矿物类型。

现在她研究一群生活在海洋表面的浮游生物，称为浮游有孔虫。有孔虫分泌一种碳酸钙外壳，当它们死亡时，这些外壳在数百万年的时间里聚集在海底的地层中。Lam的目标是利用化石记录中保存的某些种类的有孔虫的第一次和最后一次出现来确定沉积物的年代。这个过程被称为生物地层学。

使用浮游生物化石外壳，研究人员可以重建古代温暖时期的海洋条件，以预测地球系统对气候变化的反应。例如，通过观察发生在大约330万年前的皮亚琴察中期温暖期，研究人员发现当时大气中的二氧化碳几乎与现在一样多。

“通过他们(有孔虫)测试的化学性质，我们实际上可以推断出气候变化的情况，如水温、盐度变化、冰量变化以及水柱随时间推移的生产力变化，”Lam说。

生物地层学家通常依靠一个特定的方案来判断岩石的年龄，但林意识到这并不是普遍适用的。

浮游生物天生具有迁移性，会在很长一段时间内迁移到其他区域。因此，她的实验室一直致力于创造更细致的方案，利用海洋不同区域的浮游生物化石来判断时间。

Lam放大了西南太平洋中纬度地区的有孔虫。她正在利用浮游生物的地球化学来重建表层水温、盐度值等等。

这项工作是Lam在Binghamton开始的博士后研究的延伸，也是她的论文项目的延续。她在马萨诸塞大学阿姆赫斯特分校获得了地球科学博士学位；那也是她第一次海洋探险的地方。经过广泛的上船申请程序后，被选中的研究人员在海上连续两个月每天工作12个小时。

对我来说，这是一个不错的交易。科学家们在海上度过漫长的一天，但日常任务，如烹饪、清洁和洗衣，都由船员负责。Lam的许多实验都来源于她和她的研究小组在这次旅行中获得的水下沉积物岩芯。

“在塔斯曼海航行的最生动的记忆之一是晚上走到甲板上仰望天空，”林回忆道。“我从未见过如此清澈的天空。没有光污染，你可以看到银河横跨整个天空。这是惊人的。”

在她的论文研究中，林重建了黑潮延伸流，这是一种为日本附近海域提供热量的西部边界流，有助于支持各种海洋生物。她想观察有孔虫的行为，因为黑潮的温暖水域与北极的寒流相遇，形成了一个温暖和寒冷水域物种的过渡区域，称为生态交错带。更具体地说，她想量化有多少物种能够在现在温和的水域中维持生命。

“我们发表的一篇论文发现，实际上，在过去的至少1200万年里，在整个这段时间里，黑潮海流范围内有非常高的多样性，”Lam说。“我们认为这意味着两件事:第一，洋流在那个区域维持浮游有孔虫已经很长时间了。第二，长期以来，黑潮海流延伸的交错带一直是西北太平洋的一个普遍特征。”

Lam感兴趣地了解到，有孔虫在北纬37°表现出更大的多样性，这远远高于该领域先前预测的有孔虫多样性峰值所在的纬度。

“这被称为纬度多样性梯度，许多生物研究表明，热带地区拥有最高的生物多样性——但这并不是对所有物种都是如此，”Lam说。“因此，我们的研究发现，有孔虫的纬度多样性梯度实际上可能略有不同。…我们在高纬度地区表现出更高的多样性。”

尽管Lam热爱研究，但她工作中最酷的部分是教学生她最感兴趣的东西:地质学。林有一个特别的信息，她喜欢留在她所有的学生在一起的时间。

“我的第一个评论是:你属于，每个人都属于，”林说，他是第一代大学生。“起初，学术界可能不是为每个人而生的，但今天肯定是这样。我的第二条建议是寻找导师——不仅仅是顾问；找导师。这些人会在你的职业生涯中帮助你。只是找到你可以依靠的人，你可以发泄的人。那会给你好的建议，支持你，无论如何。”