古温度的定量重建是当前古气候研究的前沿科学问题之一，有助于认识地球气候系统演化历史与规律。碳酸盐团簇同位素(Δ47)是美国加州理工学院教授John Eiler研究团队于2004年提出的定量重建碳酸盐形成温度的新指标，已广泛用于不同地质载体的研究，如有孔虫、土壤碳酸盐、珊瑚、陆生蜗牛等。而对蜗牛壳体Δ47的解释存在争议，争论的焦点是蜗牛壳体Δ47是否受生命效应影响，是否能重建其生长环境温度。然而，已有研究多利用野外采集蜗牛，无法确定蜗牛真正的生长环境温度，故难以明确回答上述问题。
中国科学院地球环境研究所副研究员董吉宝与John Eiler等，开展了不同温度下的蜗牛培养实验，采集并分析了不同月龄和不同种属蜗牛壳体的Δ47组成(图1)，获得新认识：相同培养温度下不同种属蜗牛壳体的Δ47无显著差异，表明蜗牛Δ47或不存在种属差异;蜗牛壳体Δ47组成与培养温度显著相关，表明蜗牛壳体可用于定量重建其生长环境温度(图2);基于前人建立的Δ47与温度的校正方程，蜗牛壳体Δ47重建的温度较其生长环境温度偏高~5℃，表明蜗牛受到生命效应影响;利用适用于蜗牛壳体Δ47与温度的关系，可准确地定量重建其生长环境温度(图3)。(见Dong et al., 2021 P3)。该研究基于控温条件下蜗牛壳体Δ47研究，为建立蜗牛壳体Δ47与环境温度提供了重要数据，也为未来利用蜗牛化石定量重建过去温度变化奠定了基础。
基于蜗牛培养实验，科研人员还探讨了蜗牛壳体放射性碳14年代，为利用蜗牛壳体开展年代学研究提供了重要信息(Dong et al., P3, 2020);剖析了蜗牛壳体化石Δ47，定量重建的末次冰期(最近~7万年至1万年)与现代蜗牛生长环境温度差异达10℃，并综合分析了蜗牛壳体化石碳、氧同位素组成的气候环境指示意义(Dong et al., CG, 2020)。
上述成果分别发表在Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology和Chemical Geology上。研究工作得到国家自然科学基金、黄土与第四纪地质国家重点实验室和中科院等的资助。
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图2.培养蜗牛团簇同位素与温度的关系(蓝色三角形为本研究结果)
