古溫度

古溫度（palaeotemperature）是指地質時期的地表溫度。通常根據沉積地層的形成條件與物質組成、古生物的生態環境及古地貌、古土壤、古冰川、古冰緣等方面的研究，如地層中的礦物組分、孢粉與微體古生物組合、化石動物群及某些地質過程的外動力特徵，推論出某一時期古溫度狀況及其變化幅度。

基本介紹

• 中文名：古溫度
• 外文名：palaeotemperature
• 定義：地質時期的地表溫度
• 學科：構造地質學
• 原理：所含不同氧同位素豐度的比值推算
• 研究意義：古氣候、古生態、古地理

特徵

某一地質時期的地表溫度就稱為古溫度（palaeotemperature）。通常可以根據沉積地層的形成條件與物質組成、、古土壤、古冰川、古冰緣古生物的生態環境及古地貌等方面的研究，如地層中的礦物組分、化石動物群、孢粉與微體古生物組合及某些地質過程的外動力特徵，推論出某一時期古溫度變化幅度及其相關狀況。

研究方法

1947年尤里（H.Urey）提出利用氧同位素測量古溫度的理論與方法，此後在研究海洋地質、洞穴沉積、大陸冰蓋等方面得到廣泛套用。其原理是根據被測樣品中所含¹⁸O和¹⁶O豐度的比值來推算。大氣中氧的三種同位素¹⁶O、¹⁷O和¹⁸O，豐度分別為99.763%、0.0375%和0.1995%，但¹⁸O與¹⁶O的比值變化在自然界可達10%。1955年埃米利安尼（C.Emiliani）根據深海鑽孔岩心中有孔蟲介殼的¹⁸O與¹⁶O比值，研究第四紀海水溫度變化，首次建立了同位素分期。有孔蟲的碳酸鈣介殼是依靠從海水中吸取Ca²⁺和CO^2-而形成，CO^2-在被生物吸取前不斷與周圍海水進行同位素交換反應，該過程中，¹⁸O進入CO₃^2-和H₂O中的比例取決當時的溫度，其間存在線性函式關係。古溫度的測定，對於古氣候、古生態、古地理的研究具有重要意義。

研究進展

表層海水溫度(簡稱SST)的變化，已經成為古海洋學研究中一項至關重要的基礎資料。古溫度的定量估算已成為理解地球氣候系統演化的關鍵性環節，是古環境研究中的前沿問題，海水古溫度再造方法備受關注。從最初的標誌種和標誌性生物組合，到後來的轉換函式估算海水錶層溫度，再發展到用地球化學方法獲得古海水溫度，如有孔蟲氧同位素、有孔蟲Mg/Ca比、珊瑚骨骼Sr/Ca、U/Ca和Mg/Ca等，古海水溫度的估算方法日趨完善。

研究意義

氣候和環境變化的現今和未來狀況是其過去歷史的繼承和延伸，了解和分析全球與各地區過去氣候和環境變化過程是預測未來的前提。近來古氣候學研究的迅速發展，尤其是地球化學記錄在古溫度定量恢復研究方面的套用，大大增進了人們對全球氣候系統的了解。古溫度定量恢復的研究，建立代用指標與氣候之間的函式關係，極大地豐富了全球變化的研究內容，對重建百萬年、萬年以及千年、百年的氣候歷史發揮了重要作用。