數千萬年前,沙虎鲨在南極半島附近的水域中捕獵,滑過海底下蓬勃發展的海洋生态系統。
它們今天隻剩下鋒利的尖牙,但這些牙齒講述了一個故事。
他們正在幫助解決為什麼地球在大約5000萬年前開始從溫暖的"溫室"氣候轉變為更冷的"冰庫"氣候的奧秘。

現已滅絕的沙虎鲨物種Striatolamia macrota曾經是南極半島周圍水域的常客,留下了儲存完好的化石牙齒
關于這種氣候變化的許多理論都集中在南極洲。有地質證據表明,随着地球構造闆塊的移動,南美洲和南極半島之間的德雷克海峽以及澳洲和南極洲東部之間的塔斯曼海峽在此期間擴大和加深。更寬更深的通道對于主要海洋中的水彙合和南極環的形成是必要的。今天,在南極洲周圍流動的水流将冷水困在南大洋,使南極洲保持寒冷和冰凍。
現已滅絕的沙虎鲨物種Striatolamia macrota曾經是南極半島周圍水域的常客,在現在靠近半島頂端的西摩島上留下了儲存完好的牙齒化石。
通過研究這些鲨魚牙齒中儲存的化學物質,我和我的同僚們發現了德雷克海峽何時開放的證據,該海峽混合了太平洋和大西洋的水域,以及當時水的感覺。鲨魚牙齒記錄的溫度是南極水域中最溫暖的溫度之一,并且已經驗證了大氣中二氧化碳濃度的氣候模拟。
<"pgc-h-right-arrow"資料跟蹤""7"的>捕獲非常鋒利的牙齒中的氧氣</h1>
沙虎鲨有鋒利的牙齒,從下颚突出來捕捉獵物。鲨魚連續有數百顆牙齒。在一生中,随着新牙齒的生長,它會脫落數千顆牙齒。
重要的環境資訊被編碼在每顆牙齒的化學成分中,并在那裡儲存了數百萬年。
例如,鲨魚牙齒的外層由類似于人類牙齒中的琺琅質羟基磷灰石組成。它含有來自鲨魚生活水域的氧原子。通過分析氧氣,我們可以确定鲨魚一生中周圍水的溫度和鹽度。
西摩的牙齒表明,南極水域 - 至少鲨魚居住的地方 - 保持溫暖的時間比科學家估計的要長。
另一個線索來自钯元素,它在早期石化過程中吸附并取代了牙齒外琺琅質中的其他元素。每個海洋盆地都有兩種不同比例的氡同位素,這取決于其岩石的年齡。觀察鲨魚牙齒的比例使我們能夠檢測鲨魚死亡的水源。
如果條件穩定,氡的成分不會改變。然而,如果化石牙齒中的氡組成随時間而變化,則表明海洋學發生了變化。
< h1級""pgc-h-right-arrow"資料跟蹤"14">鲨魚,溫水</h1>
我們觀察了來自西摩島的400顆牙齒,來自所有年齡段的鲨魚,從幼魚到成年期,來自生活在4500萬至3700萬年前的個體。牙齒大小和化學成分的結合為過去提供了一些令人驚訝的線索。
一些牙齒非常大,這表明這些古老的南極沙虎比今天的沙虎鲨Carcharias Taurus大,可以長到大約10英尺長。
此外,鲨魚生活在比以前涉及南極蛤殼的研究更高的水溫下。差異可能在于靠近海面和更深海底的水域,或者牙齒可能在南美洲度過了部分時間的鲨魚。今天的沙虎鲨活躍在溫暖的海水中。它們在馬薩諸塞州海岸和特拉華州之間度過夏季和初秋,但随着水的冷卻,它們會遷移到北卡羅來納州海岸和佛羅裡達州。因為它們的牙齒幾乎像傳送帶一樣不斷地形成和向前移動,是以下颚中的一些牙齒代表了與鲨魚居住地不同的栖息地。古代沙虎鲨也有可能遷徙,當南極水域變冷時,向北前往低緯度的溫暖水域。
牙齒表明,當時鲨魚的水溫與現代沙虎鲨的水溫相似,今天可以找到。二氧化碳水準也比今天高出三到六倍,是以科學家預計這些地區的氣溫将上升。
最後,化石沙虎鲨牙齒中的氡氣提供了最早的化學證據,表明水流經德雷克海峽,與結構證據一緻。德雷克海峽早些時候開放,但冷卻效果被推遲,表明地球系統之間的複雜互相作用影響了氣候變化。
< h1級"pgc-h-arrow right-right"data-track""20">他們的北方表親?</h1>
在更新世期間,世界各地都發現了沙虎鲨,這表明它們在各種環境中生存。例如,在北冰洋,它們生活在5300萬至3800萬年前的鹹水水域,比公海鹹水少,比南極洲附近的南部的表親小得多。
在此期間,墨西哥灣虎鲨栖息地的鹹度和鲨魚大小也存在差異。随着地球再次變暖,這種環境耐受性預示着現代沙虎鲨的生存。不幸的是,今天的變暖速度更快,可能超出了沙虎鲨的适應能力。