​1.8亿年前银杏植物化石藏着大气的秘密

1.8亿年前银杏植物化石藏着大气的秘密

湖北秭归的银杏植物化石

荧光显微镜下，银杏化石叶片的角质层气孔

（报道）据现代快报+/ZAKER南京（记者 阿里亚）：夏日街头，银杏树像一把撑开的绿色大伞，满眼清新。抬头看，叶子就像一把把展开的小扇子。不过，1.8亿年前的银杏叶可不是这样，它像手指，叶子窄而细，齿很深……

神奇的是，银杏还藏着大气的秘密。中国科学院南京地质古生物研究所研究员王永栋带领的国际科研团队与西北大学地质学系博士后周宁等，通过对1.8亿年前银杏植物化石的探索，发现当时的二氧化碳浓度是现在的三四倍，属于温室气候期。相关成果近日发表在国际地学期刊《古地理，古气候，古生态》上，对了解古环境和古气候情况具有重要作用，还为探究未来气候变化提供参考依据。

香溪组中的银杏类相当繁盛

早在约2.7亿年前，银杏就已经出现在地球上。经过约1亿年的漫长岁月，银杏发展到鼎盛时期，大片大片的银杏林分布在地球上绝大部分地区，与同时代的恐龙一样普遍。因此，人们又称它为“植物界的恐龙”。

但在之后的岁月中，银杏急剧衰落，只有少数地区的银杏存活下来。它们成了植物界中的稀世之物，是科学家心目中的“植物活化石”。

此次研究中的“大功臣”是距今约1.8亿年的银杏植物化石。“2015年起，我们就在湖北省秭归县郭家坝镇开展野外考察工作，后来发现了一条出露条件非常好的侏罗纪陆相地层剖面，那条剖面上保存有十分丰富的植物化石。”王永栋介绍，之后的四年，科研人员在此处陆续发现了近300个银杏植物化石标本。

“这些植物化石是在被称为香溪组的剖面上发现的，它是华南侏罗纪最为典型的一段含煤地层剖面。”王永栋说，香溪组中的银杏类相当繁盛，并保存有十分完好的角质层构造，可以进行气孔参数的研究。

1.8亿年前的银杏叶像手指头

这些丰富的化石标本形态各异、大小不等。“侏罗纪银杏和现在的银杏形态是不一样的。”王永栋解释，现在的银杏叶像“小扇子”，而1.8亿年前的银杏叶像手指，窄而细。它之所以改变叶片形状是为了适应气候的变化。

仔细观察，化石表面都有一层黑色的膜。“这就是角质层，经过了亿万年依然保存下来，非常珍贵。”王永栋说，它们蕴藏着上亿年的植物细胞构造。

借助显微镜，细胞的细微结构可以看得很清楚。“植物叶片表面分布着大量的气孔，它通过控制气孔的开闭吸收大气中的二氧化碳，进行光合作用。气孔越多，表明大气中二氧化碳浓度越低。”周宁告诉现代快报记者，植物表面的气孔数量跟大气中二氧化碳的浓度成反比，而这种反比关系已被广泛用于估算古大气二氧化碳浓度。

此次，研究团队首次从有效选择气孔记数方式、计算光合作用初始同化率等方面，重建了1.8亿年前华南鄂西地区（湖北西部）的大气二氧化碳浓度。“浓度为900～1400ppm，是现今大气二氧化碳浓度的3～4倍。”周宁说。

为探究未来气候变化提供依据

二氧化碳是温室气体，大气二氧化碳浓度与气候变化紧密相关。科研团队的这一数据结果表明，距今1.8亿年前的早侏罗世是温室气候期，并导致出现了全球性的大洋缺氧和气候升温。

“尽管这些银杏化石是在华南地区发现的，但当时大气中二氧化碳浓度的升高却是全球性的，湖北秭归的化石精准地记录了这个变化。”王永栋介绍，研究团队通过对比研究，发现二氧化碳浓度升高这样一个重大历史事件是全球性的。

“我们可以通过监测大气中的二氧化碳浓度来预测未来大气温度的变化情况。”周宁表示，这一研究成果对了解古环境和古气候情况具有重要作用，还为探究未来气候变化提供了参考依据。

王永栋透露，下一步，他们计划扩大研究区域和时代跨度，做更全面的区域性和全球性的对比研究。