我们的地球过去是什么样子的?它的山脉和山谷是如何演变的?哪里下雨，哪里干旱?这些问题的答案，科学家们可以从树木的年轮、极地的冰芯、珊瑚的生长、海洋和湖泊的沉积物，还有各地区的重同位素和轻同位素的比值来得到线索。但是长寿的树不是到处都有，在沙漠里找不到冰芯，珊瑚也只能在海洋中的某些地方能找到。在大自然中，还有没有其他记录气候变化的东西呢?这些奇怪的气候变化档案，我们来认识一下。
蝙蝠粪便
有一些研究人员有特殊的“癖好”——爬粪便山!美国华盛顿大学、密苏里植物园和美国弗吉尼亚理工大学的研究人员就是其中之一。2018年以来，他们时常穿着橡胶靴，戴着口罩，在漆黑一片的密苏里洞穴中爬蝙蝠粪便山。这些粪便山已经堆积了数千年，一层一层地累积着。在普通人眼中，那不过是一大堆棕色的、黏糊糊的粪便，但是在研究人员眼中，它们可是记录当地自然环境变化的珍贵资料。为什么蝙蝠粪便也能成为气候研究的对象呢?
蝙蝠大多生活在洞穴中，它们喜欢聚集在一起，一个洞穴内就可能有成百上千只蝙蝠悬挂在洞壁上。没有特殊的情况，这些蝙蝠的后代就不会挪窝，因此它们可能几百年甚至几千年来都生活在同一个洞穴中。2010年，美国的研究人员还曾找到将近1米厚、最古老的已有大约8100年历史的蝙蝠粪便。而众所周知，许多蝙蝠以昆虫为食，其余的大部分则以水果或者花蜜为食。一般来说，它们的活动范围则覆盖居住地点方圆50千米之内的地方，因此根据蝙蝠的粪便，至少可以推测出当地方圆50千米之内的气候变化。
当然，光靠双眼来看这些粪便肯定看不出其中的奥妙，还需要检测粪便中的物质，其中重要的标志物之一是氮。微生物将大气中的氮固定到土壤中。然后氮沿着食物链转移到植物，从植物又转移到以植物为食的昆虫体内，昆虫被蝙蝠吃掉后，这些氮就到了蝙蝠体内，最终，这些氮会随着粪便被排出蝙蝠的身体。而当氮从土壤转移到植物中时，其中较轻的同位素更容易被雨水冲走，因此，如果在蝙蝠粪便山中的某年代层中富含重氮(15N)，那么就意味着蝙蝠所吃的昆虫吃了的植物生长在雨水充足的时期。反之，当地可能经历着干旱。
此外，蝙蝠还是毛茸茸的花粉捕捉器，这主要指的是一些食用水果和花蜜的蝙蝠。这些蝙蝠外出觅食回到洞穴中，并不会昏头昏脑地就睡去，它们也很注重卫生，会梳理自己的毛发。而那些黏附在它们皮毛上的花粉就会掉落到下方的粪便山上，被保存下来。从这些花粉中，研究人员们可以推测出当地的植被种类，进而推测出当地适应这些植物生长的气候环境是什么样的。而从花粉种类的变化也能推测出气候的变化。
如今，很多研究人员经常走入漆黑的洞穴，在臭烘烘的粪便堆里采集样本。这些样本被作为众多气候变化记录档案中的一种来研究，以解答古代气候变化的秘密。
古罗马的渡槽
走出堆积着粪便的洞穴，来到风景宜人的地中海沿岸，在那里分布着大约4000个古罗马的渡槽。在古代，这些渡槽将水引到人口聚集的城镇。如今，它们成为了研究人员研究古代气候的证据。
在古罗马的渡槽中，许多大的渡槽的水都引自石灰岩洞穴中的泉水。石灰岩洞穴中的水，意味着其中溶解着大量的碳酸钙，较为封闭的环境还使水中的二氧化碳难以逸出。当这些水流出洞穴，接触到空气时，其中一部分会蒸发，释放出二氧化碳，碳酸钙析出并在渡槽中形成泉华。两千年来，这些泉华一层一层地沉积，有些渡槽上的泉华甚至近1米厚。那么，这些泉华怎么就成了研究气候变化的证据呢?
研究人员发现，类似于洞穴钟乳石和石笋的生长环，渡槽中的泉华形成大致遵循每年的季节性周期。从泉华的切面来看，可以看到一条条深色和浅色的条纹。进一步的研究显示，深色的条纹中含有更多重氧同位素，这意味着这些条纹是在一年中较冷的时期形成的。这是因为在渡槽中的泉水蒸发时，较重的氧同位素首先会析出并沉淀。蒸发量小时，自然就是较重的氧同位素沉淀得多。相对应地，浅色的条纹中则含有较少的重氧同位素，这说明泉水蒸发量大，意味着气候干旱炎热。
因此泉华能反映一年中当地的气候变化。而只需要通过碳放射性测年法来分析，就能分辨出哪一层泉华大概是什么时候形成的。
研究人员还发现，其他因素也可能产生特殊的条纹，比如干旱时期、非常潮湿的时期，甚至人为活动，比如对渡槽进行清洗等，这些都会影响泉华中条纹的形成。对于研究人员来说，这些泉华不仅能反映当地曾经历干旱或者雨季的信息，或许还隐藏着古代空气污染的信息——某个区域大气中的污染物落到渡槽里，一同沉积成为泉华，被保存下来。
海绵的骨骼
说到“海绵”，你会想到什么?清洁用的人造海绵?海洋中的天然海绵?不管是哪一种，遇水后，它们都是软绵绵的吸饱水的样子。在古希腊，天然海绵就是被广泛使用的卫浴用品。但是你知道吗?天然海绵并不都是软绵绵的，有些种类的海绵其实是有骨骼的。
天然海绵是多细胞生物，体内布满孔隙和通道，这使水能在它们体内流通。玻璃海绵是其中一种拥有二氧化硅针状骨骼的天然海绵，这些骨骼被称为骨针。骨针能将海绵固着在海底。这些骨针能成为化石被保存下来。玻璃海绵中的单棘海绵的骨针最长可达3米。研究人员在太平洋底采集到的样本显示，单棘海绵的骨针可以生长约1.8万年。而与树木相似，骨针的横截面也显示出年轮。
在一项新研究中，研究人员发现，这些年轮的硅同位素比率能反映出海绵生活的海域中硅的浓度。那么，这与气候有何关系呢?这还需要回到海洋表面，从硅藻说起。硅藻可用海洋中的二氧化硅来建造它们的壳。与此同时，这些硅藻进行光合作用并吸收碳。当硅藻死亡后，它们会沉入海底，将它们体内的二氧化硅和碳带到海底。因此，也可以说，硅藻是重要的碳汇和大气中温室气体的调节器。
而在海底，单棘海绵这类海绵又利用硅藻输送到海底的二氧化硅来建造它们的骨针，因此，在不同时期，单棘海绵可用的二氧化硅就提供了海洋表面硅藻丰度的线索，从而提供了这些硅藻转化为有机形式的大气二氧化碳的量。
此外，在大自然中还有一些奇奇怪怪的“气候记录员”，比如鲸鱼的耳垢——堆积在鲸鱼耳道中的蜡状物质。研究人员能像研究树木的年轮一样，通过耳垢的层数来计算鲸鱼的年龄。在一项新研究中，研究人员发现，鲸鱼的耳垢中较重的碳同位素碳13会随着水温的变化而增多或减少。而通过研究不同时期的鲸鱼耳垢，研究人员就可以找到海洋温度变化的证据。
多亏了大自然中这些“默默无闻”的地球气候记录员，科学家们才得以了解地球过去的气候变化。而在如今全球气候变暖的境况下，通过对地球气候档案的研究，或许可以找到应对日趋严重的气候变暖的方法。
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