浮游有孔虫B/Ca作为海水pH替代指标有效性的初步评估:生命效应和溶解作用

摘要

浮游有孔虫B/Ca主要受控于海水pH,可作为海水pH值的替代性指标,其在探索海洋对大气pCO2冰期旋回贡献作用的研究中广受关注。然而,利用浮游有孔虫B/Ca重建海水pH,其结果的可靠性还受到温度、[CO2-3]、溶解作用、生命效应(共生光合作用、呼吸作用和钙化作用)以及属种差异的制约。为评估生命效应和溶解作用对B/Ca指标有效性的影响,测定了西太平洋暖池MD06-3052岩心特征样品的浮游有孔虫表层种Globigerinoides ruber和次表层种Neogloboquadrina dutertrei在不同壳体粒径、不同壳体厚度下的B/Ca。结果表明,除两个层位外,G.ruber的B/Ca随壳体粒径的增大,总体上呈增高趋势,主要由钙化作用速率逐渐加快所致;而两个特例层位分别表现为B/Ca随粒径变化不大和随粒径先不变后增加,这可能是由钙化作用、呼吸作用与共生光合作用对G.ruber B/Ca影响的相反效应导致的竞争关系所致。N.dutertrei的B/Ca随壳体粒径的增大,总体呈降低趋势,呼吸作用可能是导致该趋势的主要原因。另外,同一层位相同粒径G.ruber和N.dutertrei的B/Ca也明显不同。这些相同种属不同粒径之间以及相同粒径不同种属之间B/Ca的差异综合表明生命效应通过表征的具体过程对浮游有孔虫B/Ca有重要影响。然而,同一层位、相同粒径、不同厚度的G.ruber和N.dutertrei B/Ca各自相差不大,表明溶解作用对浮游有孔虫B/Ca影响甚微。总之,从生命效应和溶解作用角度看,只要挑选优势粒径浮游有孔虫,将生命效应对其B/Ca的影响降到最低,浮游有孔虫B/Ca是有效的海水pH的替代性指标。