海鹽隱藏著一個秘密：來自海水的微小液滴保存著地質歷史。一項新研究將海水化學變化與火山活動和氣候聯繫起來。

利用美國國家科學基金會資助的先進設備，普林斯頓大學博士後研究員、22 年博士Mebrahtu Weldeghebriel 博士與賓漢姆頓大學地球科學傑出教授Tim Lowenstein 合作。他們共同重建了過去1.5億年間海水化學成分的變化，揭示了相應的地質事件和氣候變化。

他們的論文最近發表在《科學進展》（Science Advances）雜誌上。

海洋”就像一鍋由不同元素組成的湯”，Lowenstein 解釋說。”鈉和氯是最常見的元素，但還有幾十種其他元素以微量的形式溶解在海水中，比如鋰。”

他們研究了過去1.5 億年來在美國、歐洲、亞洲和非洲不同地理位置的沉積盆地中不同時期形成的海鹽（海綠石）。在這些鹽樣本中，有一些含有少量古海水的微小口袋。

Mebrahtu Weldeghebriel 是最近發表在《科學進展》（Science Advances）雜誌上的論文的第一作者。圖片來源：紐約州立大學賓漢姆頓大學

為了獲取微小的液滴，研究人員使用激光在鹽晶體上鑽孔，然後使用質譜儀分析其中存在的不同微量元素。在這項研究中，他們特別關注了鋰的濃度，在過去的1.5 億年中，鋰這種微量元素的濃度下降了七倍，與此同時，鎂與鈣的比例卻在上升。這是為什麼呢？

過去二十年來，人們一直在爭論海水成分長期變化的原因。研究人員提出，海水中鋰濃度的下降主要與大洋地殼生成減少和海底熱液活動減少有關，而這兩者都受到構造板塊運動的影響。在過去的1.5 億年裡，板塊活動放緩，導致海洋中的鋰含量減少，釋放到大氣中的二氧化碳量減少，最終導致全球變冷和現在的冰河時期。時光倒流1.5 億年後，地球變得更加溫暖，大氣中的二氧化碳更多，海洋中的鋰也更多。

“海洋化學與大氣化學之間有著密切的聯繫，”Weldeghebriel 說。”海洋中發生的任何變化也反映了大氣中發生的變化。”

Weldeghebriel 和Lowenstein 的研究在了解地球古代海洋化學以及構造板塊運動如何影響地球水圈和大氣組成方面取得了重大進展。這種化學變化對生物也有影響，例如用碳酸鈣建造外殼的海洋生物。

“海洋和大氣彼此相連，它們的變化也與此有關，”洛溫斯坦解釋道。”一切都息息相關”。