摘要：
中国地质大学（北京）研究团队近日通过对南极半岛附近西摩岛企鹅化石的无损化学分析发现，这些距今约5500万年的古老骨骼不仅保存了企鹅本身的遗存，还记录下南极从温暖湿润环境向更寒冷气候转变的线索。
企鹅是南极最具代表性的动物之一。它们在演化中完全失去飞行能力，翅膀逐渐转变为适于游泳的鳍状肢。西摩岛则拥有全球最丰富且地层连续性较高的始新世企鹅化石记录，覆盖了南极气候演变的重要阶段：从始新世早期相对温暖潮湿的环境，过渡至中晚期更凉爽的气候。
由于化石极为珍贵，研究人员采用微区X射线荧光扫描技术，对样本进行非破坏性元素分布测绘。这一方法能够识别骨骼表面不同化学元素的空间分布，从而避免在研究过程中损伤化石。
结果显示，形成于约5500万年前、即始新世早期的企鹅化石，钛、硅和钾元素信号明显更强。研究团队结合地层学、沉积学和古气候证据判断，这些较高的元素信号与当时更强烈的大陆风化作用及更多陆源物质输入相吻合，反映出南极在温暖湿润气候下更活跃的物质循环。相比之下，来自后期较冷环境的化石中，这些元素的信号明显减弱。
研究人员指出，最令人意外的发现是始新世早期样本中钛、硅和钾信号显著增强。这一特征表明，在温暖、湿润的气候条件下，陆地风化加强，大量陆源物质被输送至沉积环境，并最终影响到企鹅遗骸的化学组成。
不过，从数千万年前的化石中提取可靠元素信息并不容易。企鹅骨骼化石表面形态不规则、存在弯曲结构，可能导致扫描过程中样本与仪器之间的距离发生变化，进而影响检测结果。为降低这一影响，团队尽可能将化石水平放置，并保持扫描探头与骨骼表面的距离相对恒定。
研究还发现，化石中的铁、锰和硫元素分布模式，反映了企鹅遗骸埋藏后周围海洋沉积物的化学环境变化。也就是说，骨骼保存的元素信息不仅能够追踪外来物质如何进入化石，还可揭示陆地风化输入、沉积条件及早期成岩环境之间的差异。
研究人员认为，化石骨骼的化学组成有望成为重建古环境变化的重要补充信息来源，与海洋沉积物钻探、微体化石分析等传统方法形成互补。通过将无损化学扫描与地质证据结合，科学家可从既有化石馆藏中挖掘更多环境信息，为还原南极遥远过去的气候和生态变化提供新路径。
相关研究论文已发表于《Fossil Record》，题为《始新世企鹅化石作为南极风化与气候变化档案：来自微区X射线荧光元素测绘的见解》。
评论