奥陶纪（Ordovician period, 4.88亿年-4.43亿年前）的地球气候经历了剧烈变化，从早期的温室气候逐渐过渡到冰室气候，最终以晚奥陶世的赫南特冰期（Hirnantian Glaciation）结束。是什么导致了这次剧烈的全球降温？最新研究，利用锂同位素（Lithium isotopes）这一新兴的地球化学指标，为我们揭开了奥陶纪气候变冷之谜的一角。
硅酸盐风化作用（Silicate weathering）被认为是地球上最重要的“空调”之一。它像一块巨大的海绵，吸收大气中的二氧化碳，并将其转化为固态碳酸盐沉积到海底，从而有效调节地球的温度。因此，硅酸盐风化作用的变化对理解地球气候的长期演变至关重要。
长期以来，科学家们利用各种方法重建古代硅酸盐风化的强度，例如锶同位素（Strontium isotopes, ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr）。而近年来，锂同位素（δ⁷Li）作为一种新的指标，逐渐受到关注，它能更全面地反映硅酸盐风化的动态变化
此前，一些研究已经将中奥陶世气候变冷与硅酸盐风化作用增强联系起来。然而，对于早奥陶世降温的驱动因素却知之甚少。此外，利用碳酸盐岩中的锂同位素来重建古代海水锂同位素值，也面临着成岩作用（Diagenesis，岩石形成后发生的物理和化学变化）干扰的挑战。
为了解决这些难题，这项新研究分析了来自北美劳伦大陆（Laurentia）六个不同地层的奥陶纪碳酸盐岩样品。这些样品涵盖了早奥陶世到晚奥陶世的不同阶段，拥有精确的年代地层框架。研究人员通过一系列严格的地球化学筛选，去除了受成岩作用和碎屑物质污染的样品，最终构建了首个高分辨率的奥陶纪海水锂同位素曲线。
图3 δ7Li与元素比率的散点图和用于过滤潜在成岩蚀变样品的箱图
这项研究加深了我们对奥陶纪气候变化驱动因素的理解，并突出了锂同位素在重建古代风化作用中的重要价值。
参考文献：Y. Datu Adiatma et al., 2024. Lithium isotope stratigraphy and Ordovician weathering. Earth and Planetary Science Letters Volume 647, 1 December 2024, 119030
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