这些图像显示了古代有机物碎片（左）表面上塌陷的细胞壁覆盖物（coccosphere）的印象，其中单个板（球石）被放大以显示亚微米级结构的精美保存（右）。蓝色图像被反转以给出虚拟化石的投射，即显示原始的三维形式。原来的板块已经通过溶解从沉积物中移除，只留下了鬼印。图片来源：S.M. Slater， P. Bown / Science journal

一个国际研究小组发现了一种新型的化石。

“幽灵”化石的发现揭示了浮游生物对过去全球变暖事件的适应能力。

来自伦敦大学学院（UCL），瑞典自然历史博物馆，自然历史博物馆（伦敦）和佛罗伦萨大学的一个国际科学家团队发现了一种非凡的化石类型，直到现在几乎完全没有被注意到。

这些化石是数百万年前生活在海洋中的单细胞浮游生物的微观印记或“幽灵”，称为球石，它们的发现正在彻底改变我们对气候变化如何影响海洋浮游生物的理解。

来自英国约克郡侏罗纪岩石的幽灵纳米化石。图片来源：S.M. Slater et al.

球石藻在当今的海洋中很重要，它提供了我们呼吸的大部分氧气，支持海洋食物网，并将碳锁定在海底沉积物中。它们是一种微观浮游生物，用坚硬的钙质板包围它们的细胞，称为球石，这些是通常在岩石中化石的东西。

从过去的多次全球变暖事件中可以看出，这些化石的丰度下降，这表明这些浮游生物受到气候变化和海洋酸化的严重影响。然而，今天发表在《科学》杂志上的一项研究提出了来自三个侏罗纪和白垩纪变暖事件（94，120和1.83亿年前）的丰富幽灵化石的新全球记录，这表明球石组对过去的气候变化比以前想象的更具弹性。

单个板是球石。图片来源：图片来自Nannotax https://www.mikrotax.org/Nannotax3/

“这些美丽的幽灵化石的发现完全出乎意料，”瑞典自然历史博物馆的Sam Slater博士说。“我们最初发现它们保存在化石花粉的表面上，并且很快就发现它们在正常球石化石稀有或不存在的间隔期间很丰富 - 这是一个完全令人惊讶的！”

尽管它们的尺寸很小，但球石藻在现在的海洋中可以非常丰富，从太空中可以看到云状的绽放。死后，它们的钙质外骨骼沉入海底，大量积累，形成粉笔等岩石。

化石的长度约为5μm，比人类头发的宽度窄15倍。图片来源：S.M. Slater， P. Bown et al. / Science journal

“这些幽灵纳米化石的保存确实非常出色，”Paul Bown教授（UCL）说。“幽灵化石非常小，它们的长度大约是千分之五毫米，比人类头发的宽度窄15倍！但原始板块的细节仍然完全可见，被压入古代有机物的表面，即使板块本身已经溶解掉了。

幽灵化石是在海底沉积物被掩埋并变成岩石时形成的。随着更多的泥土逐渐沉积在顶部，由此产生的压力将球石板和其他有机残留物压扁在一起，将坚硬的球石压入花粉，孢子和其他软有机物的表面。后来，岩石空间内的酸性水溶解了球石，只留下了他们的印象 - 幽灵。

在全球变暖间隔的岩石中发现了幽灵纳米化石，其中正常的球石化石很少或不存在。图片来源：S.M. Slater， P. Bown， et al. / Science journal

“通常，古生物学家只搜索化石本身，如果他们没有找到任何，那么他们经常认为这些古老的浮游生物群落已经崩溃，”Vivi Vajda教授解释说（瑞典自然历史博物馆）。“这些幽灵化石向我们表明，有时化石记录会对我们起作用，并且还有其他方法可以保存这些钙质南浮游生物，在试图了解对过去气候变化的反应时，需要考虑这些方法。

Silvia Danise教授（佛罗伦萨大学）说：“幽灵纳米化石在化石记录中可能很常见，但由于它们体积小，保存模式神秘，它们被忽视了。我们认为这种特殊类型的化石在未来将是有用的，特别是在研究化石记录中缺少原始球石的地质间隔时。

幽灵纳米化石是在全球范围内发现的，在地球历史上三次快速变暖事件（T-OAE，OAE1a和OAE2）的岩石中。图片来源：S.M. Slater et al.

该研究的重点是托尔西亚海洋缺氧事件（T-OAE），这是侏罗纪早期（1.83亿年前）全球变暖的快速间隔，由南半球大规模火山活动引起的大气中CO2水平的增加引起。研究人员发现了与英国，德国，日本和新西兰的T-OAE相关的幽灵纳米化石，但也来自白垩纪的两个类似的全球变暖事件：来自瑞典的海洋缺氧事件1a（1.2亿年前）和来自意大利的海洋缺氧事件2（9400万年前）。

“幽灵化石表明，在侏罗纪和白垩纪过去的变暖事件中，南浮游生物是丰富，多样的和繁荣的，以前的记录已经假设浮游生物由于海洋酸化而坍塌，”Richard Twitchett教授解释说（伦敦自然历史博物馆）。“这些化石正在改写我们对钙质南浮游生物如何应对变暖事件的理解。

最后，Sam Slater博士解释说：“我们的研究表明，藻类浮游生物在过去变暖事件中非常丰富，并导致海洋死亡区的扩大，那里的海底氧含量太低，大多数物种无法生存。这些条件，包括浮游生物大量繁殖和死亡区，可能会在我们全球变暖的海洋中变得更加普遍。

参考：“全球”幽灵“纳米化石记录揭示了浮游生物对高CO2和变暖的弹性”，作者：Sam M. Slater，Paul Bown，Richard J. Twitchett，Silvia Danise和Vivi Vajda，2022年5月19日，科学。
DOI： 10.1126/science.abm7330