Bivalve shell microstructures - exploring a novel marine temperature proxy

双壳类贝壳微观结构——探索新型海洋温度代理

基本信息

项目摘要

Quantitative reconstruction of ocean temperature and salinity at annual and better temporal resolution during the last centuries to millennia is a pressing issue in paleoclimatology. Such data are essential to better understand the role of the ocean in global climate change and to constrain predictive numerical climate models. One of the most promising archives that can provide such data from nearly any part of the ocean has recently attracted considerable attention: shells of bivalve mollusks, specifically long-lived (> 30 yrs-old) species.Despite major research advances in bivalve sclerochronology during the last decade, the quantitative reconstruction of water temperature from shells remains a challenging task. For example, the most frequently used and widely accepted proxy in bivalves, i.e., the shell oxygen isotope value, simultaneously informs about changes of temperature and the oxygen isotope signature of the water (which is correlated to salinity). To reconstruct precise temperatures from shell oxygen isotope data, salinity (or the oxygen isotope signature of the water) must be known, an information which is rarely available for ancient environments as no suitable proxy exists.Recently, we have demonstrated that the microstructure of shells of the short-lived (ca. 6 yrs-old) Cerastoderma edule serves as a proxy for water temperature (Milano et al. 2017). As temperature rises, individual biomineral units become larger and more elongated. Our study was corroborated by Gilbert et al. (2017) for different species of Atrina and Pinna. Their results demonstrated that the nacre tablet thickness in these likewise fast-growing, relatively short-lived bivalves is also positively correlated to temperature. There are a number of advantages of this new tool over existing paleothermometers: (i) The increase in biomineral size follows thermodynamic predictions. (ii) The new temperature proxy can be applied to well-preserved fossils even if the original chemical signature is diagenetically lost. (iii) Once the image processing software is trained to recognize the biomineral units, a large number of measurements can be done in short time. With an independent temperature proxy, ocean salinity can be computed from shell oxygen isotope values.The main objective of the planned project is to develop transfer functions that can be used to quantitatively reconstruct ocean temperature from morphological properties of shell microstructures of long-lived bivalves. So far, the method has only been evaluated in a few short-lived bivalve species with crossed-lamellar and nacreous fabrics. For the broader application in paleoclimatology, it is necessary to test and calibrate this simple and easy-to-use but powerful novel method for long-lived bivalves (with different microstructures) from extratropical settings. Results of the planned study will significantly advance the field of bivalve sclerochronology.
在过去的几个世纪到几千年间,以年和较好的时间分辨率定量重建海洋温度和盐度是古气候学中一个紧迫的问题。这些数据对于更好地了解海洋在全球气候变化中的作用和限制预测数值气候模式至关重要。最近,一个最有希望的档案引起了相当大的关注:双壳类软体动物的壳,特别是长寿(大约30岁)的物种。该档案几乎可以从海洋的任何部分提供此类数据。尽管近十年来双壳类动物的年代学研究取得了重大进展,但从壳中定量重建水温仍然是一项具有挑战性的任务。例如,在双壳类动物中最常用和被广泛接受的代用物,即壳氧同位素值,可以同时反映温度变化和水的氧同位素特征(与盐度相关)。为了从壳氧同位素数据中重建精确的温度,必须知道盐度(或水的氧同位素特征),由于没有合适的代用物存在,古代环境很少有这样的信息。最近,我们已经证明,短寿命(约6年)贝壳的微观结构可以作为水温的代表(Milano et al. 2017)。随着温度的升高,个体生物矿物单位变得更大,更长。我们的研究得到了Gilbert等人(2017)对不同种类的Atrina和Pinna的证实。他们的结果表明,这些同样快速生长,寿命相对较短的双壳类动物的珍珠层厚度也与温度呈正相关。与现有的古温度计相比,这种新工具有许多优点:(i)生物矿物尺寸的增加遵循热力学预测。(ii)即使原始的化学特征因成岩作用而丢失,新的温度代用物也可以应用于保存完好的化石。(iii)一旦训练图像处理软件识别生物矿物单位,就可以在短时间内进行大量测量。有了一个独立的温度代理,海洋盐度可以从壳氧同位素值计算出来。计划项目的主要目标是开发可用于从长寿双壳类贝壳微观结构的形态特性定量重建海洋温度的传递函数。到目前为止,该方法仅在少数具有交叉板层和珍珠织物的短寿命双壳类物种中进行了评估。为了在古气候学中得到更广泛的应用,有必要对这种简单易用但功能强大的新方法进行测试和校准,以研究温带环境中具有不同微观结构的长寿双壳类动物。计划中的研究结果将显著推进双壳类动物的年代学研究。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Professor Dr. Bernd R. Schöne其他文献

Professor Dr. Bernd R. Schöne的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Professor Dr. Bernd R. Schöne', 18)}}的其他基金

Chemical and structural variations of bivalve shells at the micrometer scale - taking sclerochronology to the next level
双壳类贝壳在微米尺度的化学和结构变化——将硬化年代学提升到一个新的水平
  • 批准号:
    415854995
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Bivalve shell-based, high-resolution multi-proxy reconstruction of marine primary production – Pecten maximus, Bay of Brest
基于双壳类贝壳的高分辨率多代理海洋初级生产重建 - 大扇贝,布雷斯特湾
  • 批准号:
    406350147
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Tracking the history of Baltic Sea hypoxia with bivalve shells
用双壳贝壳追踪波罗的海缺氧的历史
  • 批准号:
    406557478
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Inoceramid sclerochronology - Advancing Late Cretaceous climate reconstructions
Inoceramide 硬化年代学 - 推进晚白垩世气候重建
  • 批准号:
    281516390
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
High-resolution multiproxy reconstruction of extratropical North Atlantic climate dynamics during the last millennium
近千年温带北大西洋气候动态的高分辨率多代理重建
  • 批准号:
    209394262
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Quantifizierbare Temperaturrekonstruktionen aus Muschelschalen
从贻贝壳重建可量化的温度
  • 批准号:
    221516699
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Climate proxy optimization - quantifying factors controlling growth, geochemistry and micro/nanostructural design of bivalve mollusk shells
气候代理优化 - 量化控制双壳类软体动物壳生长、地球化学和微/纳米结构设计的因素
  • 批准号:
    22258425
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
(I) Muschelschalen-basiertes Klimaproxy-Netzwerk für die Nordhemisphäre (Holozän, Prä-Holozän) (II) Grundlagenforschung: Proxy-Optimierung und - Entwicklung
(一)北半球(全新世、前全新世)海螺壳气候代理网络 (二)基础研究:代理优化与开发
  • 批准号:
    22258172
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Heisenberg Fellowships
Raumzeitliche hoch aufgelöste Rekonstruktion holozäner Klimaentwicklung im Nordpazifischen Sektor aus Muschelschalen
利用贝壳对北太平洋地区全新世气候发展的时空高分辨率重建
  • 批准号:
    22258261
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
High resolution reconstruction of climate and environmental conditions during the latest Holocene based growth rate fluctuations and geochemical properties of bivlave mollusk shells (North Sea)
基于双贝类软体动物贝壳(北海)的生长率波动和地球化学特性的最新全新世气候和环境条件的高分辨率重建
  • 批准号:
    5353431
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Independent Junior Research Groups

相似国自然基金

离子液体—高熵单原子集成yolk-shell型催化剂的构筑及其串联催化CO2转化研究
  • 批准号:
    22308080
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30.00 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
过渡双金属Yolk@Shell结构纳米材料的可控构筑及其电催化大电流密度下5-羟甲基糠醛氧化的性能研究
  • 批准号:
    22308298
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
串联位点组装的多级印迹磁性Yolk-Shell微球选择性吸附分离金的研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
Understanding complicated gravitational physics by simple two-shell systems
  • 批准号:
    12005059
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
Yolk-Shell型钛基纳米颗粒介导的可视化微波动力治疗和莲心碱化疗对肝细胞癌疗效的研究
  • 批准号:
    82001850
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
MOF@COF衍生Yolk-Shell结构吸波材料的设计及多重吸波效应的构筑
  • 批准号:
    LQ21E010003
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
Yolk-shell型手性无机杂化纳米棒的制备以及光学信号调控
  • 批准号:
    51902136
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
协同高效吸附低浓度放射性碘的矿物基Yolk-shell复合微球的构筑与作用机制
  • 批准号:
    51908240
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    27.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
复合金属-金属氧化物Yolk-Shell结构纳米颗粒薄膜的制备及相关性能的研究
  • 批准号:
    51761017
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    40.0 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目

相似海外基金

Postdoctoral Fellowship: OCE-PRF: Do dead shells make good homes? Assessing the Development, Stability, and Evolution of Shell Gravel Habitats Across Space and Time
博士后奖学金:OCE-PRF:死去的贝壳能成为美好的家园吗?
  • 批准号:
    2307502
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
CSBR , Cashew-Shell Bio Refineries
腰果壳生物精炼厂
  • 批准号:
    10076235
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant for R&D
Next Generation of Biodegradable Core- Shell Capsules
下一代可生物降解核壳胶囊
  • 批准号:
    2889864
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Study of electrified post-sunset medium-scale traveling ionospheric disturbances at mid-latitudes: a multi-layer model and a multi-source data investigation
中纬度地区带电日落后中尺度移动电离层扰动研究:多层模型和多源数据调查
  • 批准号:
    23K19066
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
Creation of Knockout Laboratory Opossums
淘汰赛实验室负鼠的创建
  • 批准号:
    10648854
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Development of core/shell nano-composite magnetic particles by low oxygen powder metallurgy
低氧粉末冶金核/壳纳米复合磁性粒子的研制
  • 批准号:
    22KF0432
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Activation of metal-metal bonds in stable metal cluster compounds with closed-shell configuration.
具有闭壳结构的稳定金属簇化合物中金属-金属键的活化。
  • 批准号:
    22KJ2607
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Coincident estimation of cell elasticity and intracellular pressure by atomic force measurement and its elastic shell theory analysis
原子力测量细胞弹性和细胞内压力的一致估计及其弹性壳理论分析
  • 批准号:
    23H01143
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Development of a drug carrier with polydopamine shell structure
聚多巴胺壳结构药物载体的研制
  • 批准号:
    23K06068
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Preparation of core-shell particles with bone regeneration and antibacterial properties for the treatment of bone defects.
具有骨再生和抗菌特性的核壳颗粒的制备用于治疗骨缺损。
  • 批准号:
    23K13845
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了