红藻结核可作为红海日分辨率古温度档案

为什么微小的礁石重要

为了弄清海洋变暖的速度以及珊瑚礁将如何应对，科学家需要尽可能细致的过去海水温度记录。海洋温度计和卫星影像可以告诉我们表层有多暖，但它们无法捕捉到珊瑚礁生物实际经历的细微日常波动。本研究表明，一种称为红藻结核的小型可自由滚动的红藻结块能够在红海记录逐日温度变化，为研究地球上一些最热礁区的热历史打开了新窗口。

礁盘上的天然记录器

在红海中部的浅礁平地，温度可在约18摄氏度到近38摄氏度之间波动，有时单日变化超过10度。这些严酷条件威胁珊瑚，但也为检验哪些生物能可靠记录温度提供了理想条件。红藻结核是呈球状的坚硬粉红至红色海藻团块，在生长过程中在海底滚动。不同于许多珊瑚和贝类，类似的结核藻类分布于多种海洋和深度，使其成为一种有吸引力但迄今未被充分利用的环境变化天然档案。

把生长带变成日历

红藻结核的挑战在于其枝条以复杂的三维方式生长，把其历史分割成许多小碎片而非整齐的层状堆叠。研究者以一块来自红海礁盘的结核为对象，先用一种特殊红色染剂标记其活体表面，然后将其放回礁盘约四个月。回收后，他们能清晰看到染色后新形成的骨骼。借助强大的微型计算层析扫描，他们构建了21根微小枝条的三维图像，并测量了在133天实验期间形成的生长带厚度。

将化学成分读作温度计

研究团队从保存最好的七根枝条中沿生长方向采样骨骼，并测量了相对于钙的多种微量元素。骨骼中镁与锶的比值被发现尤为有用，因为镁反映温度，而锶与藻类的结钙速率有关。将这两种信号合并为一个比值后，科学家减少了通常会模糊这类记录的大量生物噪声。他们将这些化学模式与放置在结核笼旁每小时记录的温度数据进行比较，并测试不同的数学组合以找到与温度变化最贴合的方案。

把分散线索编织成一条时间线

由于每根结核枝条以各自的速率生长，化学信号中的日常节律并不能在不同枝条之间整齐对齐。为此，团队采用了一种称为动态时间规整（dynamic time warping）的技术，谨慎地拉伸和压缩各个化学时间序列，使相似模式在时间上对齐，同时避免产生生物学上不现实的跳跃。他们加入了约一个月的对齐限制，并用统计检验确认与实际记录温度的高度匹配不可能由随机数据重现。当他们将来自七根枝条的对齐记录平均后，合并重建与原位温度记录器高度一致。

这对珊瑚礁未来意味着什么

该研究表明，红藻结核可以作为高细节的古温度计，能够分辨热带礁区的日到亚周尺度温度变化。通过将先进的三维成像、多元素化学分析和精确的时间对齐相结合，作者建立了一个概念验证框架，在133天内达到了约0.67摄氏度的精度。对普通读者而言，这意味着海底那些不起眼的粉红色石块能讲述近期礁区有多热的故事。随着珊瑚及其他传统气候档案因变暖和酸化而承受更大压力，像这些更具韧性的珊藻类可能提供关键的细尺度温度波动记录，这些波动影响白化、礁体生长以及热带海洋的长期健康。

引用: Li, L.Y., Bernal-Tamayo, J.P., Hetzinger, S. et al. Rhodoliths can act as daily resolution paleotemperature archives in the Red Sea. Commun Earth Environ 7, 439 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03603-y

关键词: 红藻结核, 红海, 珊瑚礁, 古温度学, 海洋变暖