神秘海洋地板的秘密
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0:01 - 0:02我是一個海洋化學家
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0:02 - 0:04我關注現在的海洋變化
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0:04 - 0:07我關注過去的海洋變化
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0:07 - 0:09我探索過去的法則
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0:09 - 0:13是利用已經變成化石的深海珊瑚的遺骸
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0:13 - 0:15你可以看到在我身後 其中一張珊瑚的照片
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0:15 - 0:20我們在毗鄰南極洲幾千米之下的深海處找到它
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0:20 - 0:23因此 如果你在熱帶旅遊的時候能夠有幸看到一些珊瑚
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0:23 - 0:25會發現二者很不一樣
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0:26 - 0:27我真誠地希望我的演說
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0:27 - 0:29能夠為你帶來一個四維的海洋
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0:29 - 0:31二維的海洋
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0:31 - 0:35比如這張美麗的海洋表面溫度的二維的圖像
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0:35 - 0:39这是由卫星拍摄的 所以拥有极好的空间辨析度
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0:40 - 0:43图片上关于整体的特征极其容易了解
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0:43 - 0:46赤道地区比较温暖 因为那裡接收了更多的阳光
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0:46 - 0:49极地地区比较严寒 因为那裡光照稀少
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0:49 - 0:54这让巨大的冰盖在南极洲和北半球上部形成
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0:54 - 0:58如果你俯冲入深海之中 或者把你的脚趾放进海里
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0:58 - 1:00你就知道越往下水温越低
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1:00 - 1:04那是大多是因为流動在海洋深處的海水
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1:04 - 1:07来自寒冷的极地地区 它们的密度更高
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1:08 - 1:11如果我们進行時間旅行 回到两万年前
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1:11 - 1:13会发现地球看起来有很大不同
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1:13 - 1:15如果你真的回到那麼久以前的地球
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1:15 - 1:19将会看到我用图像给你们展现其中一个最大的不同之处
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1:19 - 1:20冰川面積更大
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1:20 - 1:24它們覆蓋了很多的陸地 而且延伸到了海洋
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1:24 - 1:26海平面比现在低了120米
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1:27 - 1:30二氧化碳含量也比現在低了許多
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1:30 - 1:34所以可能全球平均氣溫要低了3到5度
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1:34 - 1:37在極地地區要更加寒冷
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1:38 - 1:39我希望了解的
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1:39 - 1:42我的其他同事們希望了解的
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1:42 - 1:44是我們的地球怎麼從一個極寒的星球
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1:44 - 1:47變成一個适宜人类居住的家園
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1:48 - 1:50通過對冰核的探索
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1:50 - 1:54我們了解到這一個從嚴寒到溫暖的轉變過程並不平穩
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1:54 - 1:58這也可以從緩慢增長的太陽輻射推測出來
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1:58 - 2:00而我們從冰核中得到這些結論
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2:00 - 2:01因為如果你鑽入到冰川深處
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2:01 - 2:03就能看到年復一年形成的冰層
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2:03 - 2:05在冰川上它們肉眼可見
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2:05 - 2:07你能看到那些藍白相間的層
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2:07 - 2:09氣體被困在冰核之中
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2:09 - 2:10所以我們可以測量氣體中CO2的含量
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2:10 - 2:13因此我們知道過去的CO2含量要低得多
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2:13 - 2:14而且冰的元素組成
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2:14 - 2:17也告訴我們過去極地的溫度信息
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2:17 - 2:21如果你的思緒从20,000年前回到现在
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2:21 - 2:23你會發現溫度上升了
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2:23 - 2:24它提升得並不平穩
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2:24 - 2:26有時候它迅速上升
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2:26 - 2:27接著是穩定狀態
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2:27 - 2:29然後再次迅速上升
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2:29 - 2:31兩極的狀況有所不同
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2:31 - 2:34而CO2含量同樣猛漲
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2:35 - 2:38所以我們相當確定海洋影響了這個過程
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2:38 - 2:40海洋儲存了大量的碳元素
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2:40 - 2:43大約是空氣中的60倍
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2:43 - 2:46海洋也影響了热量跨越赤道传播
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2:46 - 2:50而且它富有養分 控制了初級生產力
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2:50 - 2:53所以我們想弄明白深海中到底發生了什麼事情
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2:53 - 2:55我們真的需要下到那裡
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2:55 - 2:56看看有什麼事物
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2:56 - 2:57然後開始挖掘與探索
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2:57 - 3:00這是一些美麗的海丘的影像
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3:00 - 3:02在公海海域大概一千米深處
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3:02 - 3:06在鄰近赤道 遠離陸地的大西洋海域
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3:06 - 3:09你們是第一批看到這海底一隅的人
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3:09 - 3:10和我的團隊一起
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3:11 - 3:13你可能已經看到了新物種
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3:13 - 3:14也許吧
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3:14 - 3:18你需要收集樣本然後進行認真的分類
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3:18 - 3:20你可以看到美麗的泡泡珊瑚
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3:20 - 3:22那裡有柔軟的海星生長在上面
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3:22 - 3:25那看起來就像珊瑚裡伸出了觸手
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3:25 - 3:28那裡有由各種形式的碳酸鈣組成的珊瑚
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3:28 - 3:32生長在巨大的海底玄武岩山脈上
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3:32 - 3:35而那些黑色物質是變成化石的珊瑚
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3:35 - 3:37隨著我們對過去的探究
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3:37 - 3:39我们也會對它們進行更多的討論
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3:39 - 3:42為了完成這件事 我們要租一艘科研船
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3:42 - 3:45這是James Cook 一艘遠洋探索船舶
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3:45 - 3:46它停泊在特納夫利島
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3:46 - 3:47看起來美極了 對吧?
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3:48 - 3:49然而 如果你不是一名好的船員
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3:50 - 3:52有時候情況更多是這樣的
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3:52 - 3:55為了不要錯過一個珍貴的樣本
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3:55 - 3:58所有人來回跑動 我劇烈地暈船
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3:58 - 4:01所以這並不總是很愉快的 但總體來說它是
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4:01 - 4:04為了做這件事 我們必須成為非常優秀的製圖人
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4:04 - 4:08你不可能在所有地方都看到那樣壯觀的大片珊瑚
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4:08 - 4:11隻有在極少數的 深海的地方才能看到
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4:11 - 4:13但我們迫切地需要找到正確的地方
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4:13 - 4:17我們參考一張標明去年巡遊路線的世界地圖
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4:18 - 4:19這是一次持續七周的巡遊
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4:19 - 4:21而這是我們自己製作的
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4:21 - 4:25關於75,000平方千米的海底的地圖
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4:25 - 4:26它是花費7周的成果
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4:26 - 4:28但這只是海底很小的一部分
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4:28 - 4:30我們從西邊走到東邊
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4:30 - 4:33走過在過於簡略的世界地圖上看起來毫無特點的海洋
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4:33 - 4:37但事實上這些海洋底部的山脈與珠穆朗瑪峰一樣巨大
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4:37 - 4:39有了這張我們在船上繪製的地圖
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4:39 - 4:41我們得到了100米的分辨率
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4:41 - 4:44足以讓我們選擇一個區域並布置我們的儀器
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4:44 - 4:45但不足以讓我們看到太多的東西
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4:45 - 4:48為了看到更多 我們需要让遠程遙控機器人
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4:48 - 4:50遊動在大概距海底5米的地方
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4:50 - 4:51如果我們這樣做
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4:51 - 4:56我們就能夠在數千米之下的海底得到1米的分辨率
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4:56 - 4:58這是我們的遠程遙控機器人
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4:58 - 5:00一個研究型的機器人媒介
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5:00 - 5:03你可以在它的頭上看到一列的大燈
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5:03 - 5:06和高清攝像機以及人工機械臂
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5:06 - 5:09許多箱子之類的東西來收集樣品
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5:09 - 5:11終於到了我們在這個特殊的巡遊中
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5:11 - 5:13第一次入海的時候
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5:13 - 5:15猛潛入海洋
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5:15 - 5:16我們下潛地很快
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5:16 - 5:19來保證機器人不會被任何其他船隻影響
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5:19 - 5:20然後我們持續下潛
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5:20 - 5:23這就是在海水中你能夠看到的景象
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5:23 - 5:26這是一隻米級的深海海綿
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5:27 - 5:29一個正在海洋中徜徉的海參
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5:29 - 5:31本質上也就是一個小小的海洋鼻涕蟲
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5:31 - 5:32這個影像被放慢了
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5:32 - 5:34大多數我展現給你們的影像都是快進的
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5:34 - 5:37因為所有的這些拍攝花費了大量的時間
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5:37 - 5:40這也是一個漂亮的海參
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5:41 - 5:44而這個將要出現的生物是給我們帶來了巨大的驚喜
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5:44 - 5:47我從來沒有見過這樣的生物 它讓我們都很驚訝
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5:47 - 5:50在這時我們已經工作了15個小時 都處於亢奮的狀態
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5:50 - 5:53突然這個巨大的海洋怪物蠕動着經過
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5:53 - 5:55它被稱為火體蟲 或者群體性被囊動物
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5:55 - 5:57隨你怎麼叫
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5:57 - 5:59但是這不是我們在尋找的生物
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5:59 - 6:01我們在尋找着珊瑚 深海的珊瑚
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6:02 - 6:04你將會看到一張深海珊瑚的照片
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6:04 - 6:07它很小 大概只有5釐米高
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6:07 - 6:09它由碳酸鈣構成
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6:09 - 6:13你可以看到它的那些小觸手隨着洋流飄動
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6:13 - 6:16它大概已經生活了幾百年了
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6:16 - 6:20當它生長的時候 它會吸收海洋中的元素
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6:20 - 6:21而海洋中的元素種類
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6:21 - 6:22或者元素含量
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6:22 - 6:25取決於溫度 取決於酸堿度
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6:25 - 6:26也取決於海洋中的養分
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6:26 - 6:30如果我們能夠明白這些元素是怎麼進到珊瑚遺骨里的
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6:30 - 6:32我們就能通過收集化石樣品
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6:32 - 6:35重新構建過去的海洋景觀
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6:35 - 6:39現在你能夠看到我們在用真空吸器收集珊瑚
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6:39 - 6:41將它放進一個樣品收集箱
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6:41 - 6:43應當說明的是 我們非常小心地做這件事
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6:43 - 6:46有些海底生物甚至活得更久
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6:46 - 6:48這是一張珊瑚黑礁的照片
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6:48 - 6:50是由我的同事Brendan Roark
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6:50 - 6:52在夏威夷海域500米水下拍攝的
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6:52 - 6:554000年很漫長
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6:55 - 6:58從這些珊瑚礁上取下一條枝條並將它處理乾淨
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6:58 - 7:00它大概有100微米長
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7:01 - 7:03Brendan對這些珊瑚礁進行了一系列的分析
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7:03 - 7:05你們可以看到那些痕跡
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7:05 - 7:08他發現那真真切切是年齡層
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7:08 - 7:10所以即使生活在500米水深下
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7:10 - 7:13珊瑚也能夠記錄季節性變化
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7:13 - 7:15這十分令人驚艷
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7:15 - 7:18但4000年還不足以讓我們回到末次冰盛期
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7:18 - 7:20那麼我們該怎麼做呢?
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7:20 - 7:22我們要繼續收集化石樣品
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7:22 - 7:25這讓我在我的隊伍里很不得人心
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7:25 - 7:26我們一直在海底前進
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7:26 - 7:28到處都是巨大的鯊魚
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7:28 - 7:30有火體蟲 有遊動的海參
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7:30 - 7:32有巨大的海綿
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7:32 - 7:34但是我讓所有人去到那死氣沉沉的化石區域
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7:34 - 7:38花上幾個世紀的時間時間 在海底鏟來鏟去
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7:38 - 7:41然後我們帶回所有的珊瑚樣品 將它們分類
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7:41 - 7:44每一株珊瑚的年代都是不同的
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7:44 - 7:46但是如果我們能夠發現它們到底生活了多久
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7:46 - 7:48我們就能量化那些化學信號
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7:48 - 7:50這幫助我們了解
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7:50 - 7:52過去的海洋到底發生了什麼
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7:53 - 7:54所以在左邊的這張圖片
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7:54 - 7:57我從珊瑚上取下了一小片 並十分小心地清潔它
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7:57 - 7:59然後拍了一張光學圖像
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7:59 - 8:00右邊這張圖
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8:00 - 8:04我再取了這個珊瑚的一小片 把它放進核反應堆
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8:04 - 8:05激發核裂變
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8:05 - 8:06經過足夠長的時間它開始衰變
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8:06 - 8:08你看到那些在珊瑚上的痕跡
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8:08 - 8:10是肉眼可見的珊瑚中鈾的分布
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8:10 - 8:12我們為什麼要做這樣的事情呢?
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8:12 - 8:14鈾是一種很不常見的元素
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8:14 - 8:15但我愛死它了
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8:15 - 8:20它的衰變幫助我們了解海洋中事情發生的頻率和時間
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8:20 - 8:21如果你還記得的話
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8:21 - 8:24這就是我們為了探索氣候想要得到的數據
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8:24 - 8:26所以我們用激光去探測珊瑚中的鈾元素
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8:26 - 8:29以及它的其中一個衰變產物釷
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8:29 - 8:31這能告訴我們這些化石的確切壽命
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8:32 - 8:35這是一張美麗的南部海洋的動畫
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8:35 - 8:38我將會利用它來說明我們如何利用這些珊瑚
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8:38 - 8:42獲得遠古海洋的訊息
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8:42 - 8:46在這個動圖中你可以看出表面海水的密度
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8:46 - 8:47我的同事Ryan Abernathey製作了它
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8:47 - 8:49上面隻展現了一年的數據
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8:49 - 8:52但你可以看到南部的海洋有多麼的活力四射
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8:52 - 8:54那些強烈的交匯
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8:54 - 8:58特別是在圖中用黑色方框圈出來的大渡海的地區
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8:59 - 9:01世界上最強的洋流之一
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9:01 - 9:03從那裡自西向東穿過
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9:03 - 9:05洶湧的洋流在那裡交匯
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9:05 - 9:07因為它們在那些巨大的海底山脈上方流動
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9:07 - 9:12而這個過程讓CO2和熱量在海洋和大氣間交換
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9:12 - 9:15形象地說 就像海洋在通過南大洋呼吸著
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9:17 - 9:22我們來來回回地在南極洲航路上收集珊瑚
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9:22 - 9:25在對珊瑚的鈾年代測定中 發現了一件很令人驚訝的事情
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9:25 - 9:27這些珊瑚從南部遷徙到了北部
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9:27 - 9:31正在這個世界處於冰河期與間冰期的轉換期的時候
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9:31 - 9:32我們不知道為什麼
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9:32 - 9:34也許與食物來源有關
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9:34 - 9:36或者是海水中的氧氣含量有關
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9:37 - 9:38所以問題來了
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9:38 - 9:40我會說明利用那些南大洋里的珊瑚
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9:40 - 9:42我們到底發現了什麼
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9:43 - 9:44我們徹底探索海底山脈
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9:44 - 9:46收集那些小小的珊瑚化石
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9:46 - 9:48那是我們的證據
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9:48 - 9:50基於對珊瑚成分的分析
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9:50 - 9:52我們認為在遙遠的冰河時期
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9:52 - 9:55南大洋深處儲存了大量的碳元素
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9:55 - 9:58但是有一層低密度的層覆蓋在那些碳元素上
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9:58 - 10:01阻止了CO2從海洋中釋放出來
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10:02 - 10:04我們隨後找到了那些處於中間年齡的珊瑚樣本
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10:04 - 10:08它告訴我們海洋在氣候變化的中期匯合
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10:08 - 10:12這讓碳元素從深海中被釋放
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10:12 - 10:15而如果我們分析現今的珊瑚成分
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10:15 - 10:17也就是下到海洋里去
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10:17 - 10:19并測量珊瑚的化學成分
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10:19 - 10:24就會發現我們處於一個碳元素可以自由交換的年代
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10:24 - 10:26我們利用珊瑚化石
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10:26 - 10:28幫助我們了解環境
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10:30 - 10:32所以我想為你展現著最後一張幻燈片
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10:32 - 10:35是一張一開始我呈現給你們的影像中的一張截圖
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10:35 - 10:38這是一個壯觀的珊瑚王國
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10:38 - 10:40我們恐怕再也見不到比這還美麗的事物
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10:40 - 10:42在幾千米的水下
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10:42 - 10:43有新奇的物種
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10:44 - 10:46那真是一個美麗的地方
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10:46 - 10:48那其中還有化石
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10:48 - 10:51我剛剛告訴了你們海底化石的奧秘
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10:51 - 10:55所以以後當你們飛越大洋
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10:55 - 10:56或者在海上航行的時候
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10:56 - 10:57要想想——
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10:57 - 10:59你身下有巨大的海底山脈
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10:59 - 11:01沒有人層看見過它們
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11:01 - 11:02在山上長著美麗的珊瑚
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11:02 - 11:04謝謝
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11:04 - 11:05(鼓掌)
- Title:
- 神秘海洋地板的秘密
- Speaker:
- 羅拉·羅賓遜
- Description:
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在海平面以下数百米的地方,羅拉·羅賓遜在探索大型海底山峰的陡坡。她正在寻找千年珊瑚,当它把珊瑚放进核反应堆时,就能发现海洋是怎样随时间而变化的。通过学习地球的历史,罗宾逊希望能找出解答未来发展的线索。
- Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TEDTalks
- Duration:
- 11:21
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