牙齿的化学成分是什么东西(牙齿 化学成分)

数千年前，沙虎鲨在南极半岛附近的海域猎食，在海底繁荣的海洋生态系统中悠闲地滑行。如今，只剩下它们锋利的牙齿，但这些牙齿告诉了我们一个故事。

他们正在帮助解决一个谜:大约5000万年前，为什么地球从一个温暖的“温室”气候变成了一个凉爽的“冰室”气候。

许多关于这种气候变化的理论都集中在南极洲。有地质证据表明，在此期间，南美洲和南极半岛之间的德雷克通道以及澳大利亚和东南极之间的塔斯曼通道都随着构造板块的运动而变宽和加深。

上图:卫星测得的海洋表面温度图显示了黑线标示的南极环极流。南极洲的海冰是浅蓝色的。

更宽更深的通道是主要海洋汇聚和南极环极流形成的必要条件。今天，南极洲周围流动的洋流将冰冷的海水截留在南大洋，使南极洲保持寒冷和冰冻。

现已灭绝的沙虎鲨物种“条纹虎鲨”(Striatolamia macrota)曾是南极半岛周围海域的常客，它在现在靠近半岛顶端的西摩岛(Seymour Island)留下了保存完好的牙齿化石。

通过研究这些鲨鱼牙齿中储存的化学物质，科学家们找到了证据，证明德雷克海峡打开时，太平洋和大西洋的水是混合的，当时的水是什么样子。

鲨鱼牙齿记录的温度是南极海域最温暖的温度之一，它验证了大气中二氧化碳浓度高的气候模拟。

氧气被非常锋利的牙齿捕获。

虎鲨有锋利的牙齿，伸出下巴捕捉猎物。鲨鱼有数百颗成行排列的牙齿。在一生中，随着新牙的生长，它将失去成千上万颗牙齿。

重要的环境信息被编码在每颗牙齿的化学成分中，并在那里保存了数百万年。

上图:科学家使用的沙虎鲨牙齿标本。

比如鲨鱼牙齿的外层是由釉质羟基磷灰石构成的，类似于人类牙齿的釉质。它含有鲨鱼生活的水中的氧原子。通过分析氧气，我们可以确定鲨鱼生活中周围水域的温度和盐度。这些来自西摩岛的牙齿表明，南极水域(至少是鲨鱼生活的地方)比科学家估计的要温暖。

另一个线索来自钕，它在早期石化过程中吸收并取代了牙齿外层珐琅质中的其他元素。根据岩石的年龄，每个海洋盆地有两种不同的钕同位素的不同比例。通过观察鲨鱼牙齿的比例，可以找到鲨鱼死水的来源。

如果条件稳定，钕的成分不会改变。但是，如果化石牙齿中的钕成分随时间变化，则表明海洋学的变化。

大鲨鱼，温暖的海水

我们研究了来自西摩岛的400颗牙齿，从童年到成年，来自生活在4500万到3700万年前的个体。牙齿大小和化学成分的结合为研究过去提供了一些令人惊讶的线索。

其中一些牙齿极其巨大，这表明这些古老的南极沙虎鲨比今天的沙虎鲨更大，后者可以长到约10英尺(约3米)长。

上图:一只现代沙虎鲨，也被称为灰色护士鲨，展示了它的一排排牙齿。

此外，鲨鱼生活的水温比以前对南极蛤壳的研究显示的要高。可能的区别是，离海面更近的水域和更深的海底，或者我们发现的鲨鱼的牙齿可能在南美洲度过了一部分生命。

今天的沙虎鲨活跃在温暖的海水中。它们在马萨诸塞州和特拉华州之间度过夏季和初秋，但当海水变冷时，它们会迁徙到北卡罗来纳州和佛罗里达州。因为它们的牙齿不断形成并向前移动，几乎就像传送带一样，下巴上的一些牙齿代表了鲨鱼生活的不同栖息地。

有可能古沙虎鲨也在迁徙。当南极水域变冷时，它们向北迁移到低纬度的温暖水域。

这些牙齿表明，当时鲨鱼的水温与今天的现代沙虎鲨相似。二氧化碳的浓度也比今天高三到六倍，因此科学家们预计这些地区的温度会更高。

最后，化石沙虎鲨牙齿中的钕提供了水流过德雷克海峡的最早化学证据，与结构证据相一致。德雷克海峡开放较早，但降温效应延迟，这表明地球系统之间存在影响气候变化的复杂相互作用。

他们的北方表亲呢？

在始新世，世界各地都发现了沙虎鲨，这表明它们在广泛的环境中生存。例如，在5300万至3800万年前，在北冰洋，它们生活在比公海咸的咸水中，比南极洲附近的南方表亲小得多。

在此期间，墨西哥湾也出现了沙虎鲨栖息地的盐度和鲨鱼大小的差异。随着地球再次变暖，这种环境耐受性预示着现代沙虎鲨的生存。

不幸的是，今天全球变暖的速度更快，这可能超出了沙虎鲨的适应能力。

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