近日,有游客在三亚游玩时收获了潜水教练赠送的“美人蚌”,当事游客将其带回客房并于第二天快乐放生。然而,有网友指出,所谓的“美人蚌”非常像国家保护动物砗磲(chē qú),可能涉嫌非法捕捞!目前事件正在调查中,潜水教练一不小心就在违法犯罪的边缘疯狂试探了……等等,这砗磲是个啥?如果你认为它只是个大贝壳,那就太小瞧它了,它的身上可能有古代天气的种种信息。
今天,就让中国科学院地球环境研究所的晏宏研究员带你去看看这种奇妙的“地质气象站”~砗磲的特征与分布。砗磲长啥样?首先,它是一个贝壳,全球最大的双壳类贝壳。这是我实验室里的一对砗磲样本,长1.02米,重三百多斤(半边壳),采自南海。虽然砗磲的壳体是白色的,但是活体砗磲外表有外套膜和共生藻类,五颜六色,非常漂亮。
按复杂的“界、门、纲、目、科、属、种”来分类,砗磲属于动物界,软体动物门,帘蛤目,乌蛤科,砗磲亚科。砗磲亚科共有两大家族,也就是分类学上所说的两属,分别为砗磲属(Tridacna)和砗蚝属(Hippopus)。砗磲能活多久?砗磲寿命最长能到100年,大部分在50年左右。也就是说,单个的砗磲可以提供50-100年的气候或天气记录。砗磲生活在哪儿?
砗磲主要分布在热带太平洋-印度洋的珊瑚礁系统浅水环境中,水深一般不超过30米,多为2-5米。砗磲一旦在珊瑚礁固定后,一辈子都不会移动。这个固定不动的特征对于我们做古气候古天气研究非常重要。如果砗磲不停的移动,那么所记录的气候环境信息就会随位置的改变而受到干扰。好在砗磲一辈子不移动,就像一个海洋气象站一样,在同一个位置不停的记录周边的海洋、天气、气候信息,简直就是天生的“地质气象站”。砗磲吃什么?
砗磲表面的外套膜上面,有很多虫黄藻,虫黄藻光合作用能直接给砗磲提供能量,因此砗磲实际上是靠光合作用生活的,除了幼年期吃几个虫黄藻外,一辈子几乎不吃东西。当然砗磲这个靠光合作用生活的特性对于我们用砗磲做古天气重建非常重要,天气一变化,虫黄藻光合作用效率就会变化,砗磲生长速率等生物地球化学特征就会变化。砗磲和古天气有什么关系?首先我们来看看砗磲的年纹层。
这是一个采自南海西沙的砗磲,在它的截面上,我们可以清晰地看到纹层,这个纹层就是砗磲的年纹层,因为冬夏的生长速率不同,碳酸盐呈现出不同的光学特征。每个年纹层的宽度不一,大约1-20毫米,幼年期的时候长得快点,老了长得慢点。但是它不会像人一样年纪大了就不长高,它只是长得慢点,但仍然会长。利用微钻设备,我们可以从每个年纹层中采集到超过12个样品,基本上可以获得月分辨率的样品。
对这些样品进行测试,我们就可以获得月分辨率的氧同位素(δ18O)、元素比值Sr/Ca等记录。砗磲中的氧同位素和Sr/Ca,主要受温度控制,他们与温度之间有定量关系,可以建立转换方程。重点来了!之前我们观测砗磲的年纹层用的都是肉眼看,后来我们升级了,采用了生物学研究上常用的激光共聚焦显微镜,你猜我们看到了什么?日纹层!我们在砗磲中拍到了清晰连续的日生长纹层。
日纹层宽度为10-60微米,也就是说砗磲实际上每天在长一小层,只是我们肉眼看不到,但显微镜能看到。这个日纹层很重要,因为它可以用来建立天分辨率的年代学框架,这也是我们进行天分辨率古天气研究的基础。