我是一個海洋化學家
我關注現在的海洋變化
我關注過去的海洋變化
我探索過去的法則
是利用已經變成化石的深海珊瑚的遺骸
你可以看到在我身後 其中一張珊瑚的照片
我們在毗鄰南極洲幾千米之下的深海處找到它
因此 如果你在熱帶旅遊的時候能夠有幸看到一些珊瑚
會發現二者很不一樣
我真誠地希望我的演說
能夠為你帶來一個四維的海洋
二維的海洋
比如這張美麗的海洋表面溫度的二維的圖像
这是由卫星拍摄的 所以拥有极好的空间辨析度
图片上关于整体的特征极其容易了解
赤道地区比较温暖 因为那裡接收了更多的阳光
极地地区比较严寒 因为那裡光照稀少
这让巨大的冰盖在南极洲和北半球上部形成
如果你俯冲入深海之中 或者把你的脚趾放进海里
你就知道越往下水温越低
那是大多是因为流動在海洋深處的海水
来自寒冷的极地地区 它们的密度更高
如果我们進行時間旅行 回到两万年前
会发现地球看起来有很大不同
如果你真的回到那麼久以前的地球
将会看到我用图像给你们展现其中一个最大的不同之处
冰川面積更大
它們覆蓋了很多的陸地 而且延伸到了海洋
海平面比现在低了120米
二氧化碳含量也比現在低了許多
所以可能全球平均氣溫要低了3到5度
在極地地區要更加寒冷
我希望了解的
我的其他同事們希望了解的
是我們的地球怎麼從一個極寒的星球
變成一個适宜人类居住的家園
通過對冰核的探索
我們了解到這一個從嚴寒到溫暖的轉變過程並不平穩
這也可以從緩慢增長的太陽輻射推測出來
而我們從冰核中得到這些結論
因為如果你鑽入到冰川深處
就能看到年復一年形成的冰層
在冰川上它們肉眼可見
你能看到那些藍白相間的層
氣體被困在冰核之中
所以我們可以測量氣體中CO2的含量
因此我們知道過去的CO2含量要低得多
而且冰的元素組成
也告訴我們過去極地的溫度信息
如果你的思緒从20,000年前回到现在
你會發現溫度上升了
它提升得並不平穩
有時候它迅速上升
接著是穩定狀態
然後再次迅速上升
兩極的狀況有所不同
而CO2含量同樣猛漲
所以我們相當確定海洋影響了這個過程
海洋儲存了大量的碳元素
大約是空氣中的60倍
海洋也影響了热量跨越赤道传播
而且它富有養分 控制了初級生產力
所以我們想弄明白深海中到底發生了什麼事情
我們真的需要下到那裡
看看有什麼事物
然後開始挖掘與探索
這是一些美麗的海丘的影像
在公海海域大概一千米深處
在鄰近赤道 遠離陸地的大西洋海域
你們是第一批看到這海底一隅的人
和我的團隊一起
你可能已經看到了新物種
也許吧
你需要收集樣本然後進行認真的分類
你可以看到美麗的泡泡珊瑚
那裡有柔軟的海星生長在上面
那看起來就像珊瑚裡伸出了觸手
那裡有由各種形式的碳酸鈣組成的珊瑚
生長在巨大的海底玄武岩山脈上
而那些黑色物質是變成化石的珊瑚
隨著我們對過去的探究
我们也會對它們進行更多的討論
為了完成這件事 我們要租一艘科研船
這是James Cook 一艘遠洋探索船舶
它停泊在特納夫利島
看起來美極了 對吧？
然而 如果你不是一名好的船員
有時候情況更多是這樣的
為了不要錯過一個珍貴的樣本
所有人來回跑動 我劇烈地暈船
所以這並不總是很愉快的 但總體來說它是
為了做這件事 我們必須成為非常優秀的製圖人
你不可能在所有地方都看到那樣壯觀的大片珊瑚
隻有在極少數的 深海的地方才能看到
但我們迫切地需要找到正確的地方
我們參考一張標明去年巡遊路線的世界地圖
這是一次持續七周的巡遊
而這是我們自己製作的
關於75,000平方千米的海底的地圖
它是花費7周的成果
但這只是海底很小的一部分
我們從西邊走到東邊
走過在過於簡略的世界地圖上看起來毫無特點的海洋
但事實上這些海洋底部的山脈與珠穆朗瑪峰一樣巨大
有了這張我們在船上繪製的地圖
我們得到了100米的分辨率
足以讓我們選擇一個區域並布置我們的儀器
但不足以讓我們看到太多的東西
為了看到更多 我們需要让遠程遙控機器人
遊動在大概距海底5米的地方
如果我們這樣做
我們就能夠在數千米之下的海底得到1米的分辨率
這是我們的遠程遙控機器人
一個研究型的機器人媒介
你可以在它的頭上看到一列的大燈
和高清攝像機以及人工機械臂
許多箱子之類的東西來收集樣品
終於到了我們在這個特殊的巡遊中
第一次入海的時候
猛潛入海洋
我們下潛地很快
來保證機器人不會被任何其他船隻影響
然後我們持續下潛
這就是在海水中你能夠看到的景象
這是一隻米級的深海海綿
一個正在海洋中徜徉的海參
本質上也就是一個小小的海洋鼻涕蟲
這個影像被放慢了
大多數我展現給你們的影像都是快進的
因為所有的這些拍攝花費了大量的時間
這也是一個漂亮的海參
而這個將要出現的生物是給我們帶來了巨大的驚喜
我從來沒有見過這樣的生物 它讓我們都很驚訝
在這時我們已經工作了15個小時 都處於亢奮的狀態
突然這個巨大的海洋怪物蠕動着經過
它被稱為火體蟲 或者群體性被囊動物
隨你怎麼叫
但是這不是我們在尋找的生物
我們在尋找着珊瑚 深海的珊瑚
你將會看到一張深海珊瑚的照片
它很小 大概只有5釐米高
它由碳酸鈣構成
你可以看到它的那些小觸手隨着洋流飄動
它大概已經生活了幾百年了
當它生長的時候 它會吸收海洋中的元素
而海洋中的元素種類
或者元素含量
取決於溫度 取決於酸堿度
也取決於海洋中的養分
如果我們能夠明白這些元素是怎麼進到珊瑚遺骨里的
我們就能通過收集化石樣品
重新構建過去的海洋景觀
現在你能夠看到我們在用真空吸器收集珊瑚
將它放進一個樣品收集箱
應當說明的是 我們非常小心地做這件事
有些海底生物甚至活得更久
這是一張珊瑚黑礁的照片
是由我的同事Brendan Roark
在夏威夷海域500米水下拍攝的
4000年很漫長
從這些珊瑚礁上取下一條枝條並將它處理乾淨
它大概有100微米長
Brendan對這些珊瑚礁進行了一系列的分析
你們可以看到那些痕跡
他發現那真真切切是年齡層
所以即使生活在500米水深下
珊瑚也能夠記錄季節性變化
這十分令人驚艷
但4000年還不足以讓我們回到末次冰盛期
那麼我們該怎麼做呢？
我們要繼續收集化石樣品
這讓我在我的隊伍里很不得人心
我們一直在海底前進
到處都是巨大的鯊魚
有火體蟲 有遊動的海參
有巨大的海綿
但是我讓所有人去到那死氣沉沉的化石區域
花上幾個世紀的時間時間 在海底鏟來鏟去
然後我們帶回所有的珊瑚樣品 將它們分類
每一株珊瑚的年代都是不同的
但是如果我們能夠發現它們到底生活了多久
我們就能量化那些化學信號
這幫助我們了解
過去的海洋到底發生了什麼
所以在左邊的這張圖片
我從珊瑚上取下了一小片 並十分小心地清潔它
然後拍了一張光學圖像
右邊這張圖
我再取了這個珊瑚的一小片 把它放進核反應堆
激發核裂變
經過足夠長的時間它開始衰變
你看到那些在珊瑚上的痕跡
是肉眼可見的珊瑚中鈾的分布
我們為什麼要做這樣的事情呢？
鈾是一種很不常見的元素
但我愛死它了
它的衰變幫助我們了解海洋中事情發生的頻率和時間
如果你還記得的話
這就是我們為了探索氣候想要得到的數據
所以我們用激光去探測珊瑚中的鈾元素
以及它的其中一個衰變產物釷
這能告訴我們這些化石的確切壽命
這是一張美麗的南部海洋的動畫
我將會利用它來說明我們如何利用這些珊瑚
獲得遠古海洋的訊息
在這個動圖中你可以看出表面海水的密度
我的同事Ryan Abernathey製作了它
上面隻展現了一年的數據
但你可以看到南部的海洋有多麼的活力四射
那些強烈的交匯
特別是在圖中用黑色方框圈出來的大渡海的地區
世界上最強的洋流之一
從那裡自西向東穿過
洶湧的洋流在那裡交匯
因為它們在那些巨大的海底山脈上方流動
而這個過程讓CO2和熱量在海洋和大氣間交換
形象地說 就像海洋在通過南大洋呼吸著
我們來來回回地在南極洲航路上收集珊瑚
在對珊瑚的鈾年代測定中 發現了一件很令人驚訝的事情
這些珊瑚從南部遷徙到了北部
正在這個世界處於冰河期與間冰期的轉換期的時候
我們不知道為什麼
也許與食物來源有關
或者是海水中的氧氣含量有關
所以問題來了
我會說明利用那些南大洋里的珊瑚
我們到底發現了什麼
我們徹底探索海底山脈
收集那些小小的珊瑚化石
那是我們的證據
基於對珊瑚成分的分析
我們認為在遙遠的冰河時期
南大洋深處儲存了大量的碳元素
但是有一層低密度的層覆蓋在那些碳元素上
阻止了CO2從海洋中釋放出來
我們隨後找到了那些處於中間年齡的珊瑚樣本
它告訴我們海洋在氣候變化的中期匯合
這讓碳元素從深海中被釋放
而如果我們分析現今的珊瑚成分
也就是下到海洋里去
并測量珊瑚的化學成分
就會發現我們處於一個碳元素可以自由交換的年代
我們利用珊瑚化石
幫助我們了解環境
所以我想為你展現著最後一張幻燈片
是一張一開始我呈現給你們的影像中的一張截圖
這是一個壯觀的珊瑚王國
我們恐怕再也見不到比這還美麗的事物
在幾千米的水下
有新奇的物種
那真是一個美麗的地方
那其中還有化石
我剛剛告訴了你們海底化石的奧秘
所以以後當你們飛越大洋
或者在海上航行的時候
要想想——
你身下有巨大的海底山脈
沒有人層看見過它們
在山上長著美麗的珊瑚
謝謝
（鼓掌）