Δ15n vertės Crassostrea virginica kiautuose suteikia ankstyvųjų tiesioginių įrodymų, kad azotas patenka į Česapiko įlanką | mokslinės ataskaitos

Δ15n vertės Crassostrea virginica kiautuose suteikia ankstyvųjų tiesioginių įrodymų, kad azotas patenka į Česapiko įlanką | mokslinės ataskaitos

Anonim

Dalykai

  • Biogeochemija
  • Aplinkos monitoringas
  • Jūrų chemija

Anotacija

Crassostrea virginica yra viena iš labiausiai paplitusių estuarinių dvigeldžių žuvų JAV rytinėje pakrantėje ir dažnai aptinkama archeologinėse vietose ir subfosilijų telkiniuose. Nors buvo atlikta keletas sklerochronologinių tyrimų apie stabilius anglies ir deguonies izotopus šios rūšies lukštuose, mažiau žinoma apie δ 15 N vertes jų apvalkaluose, o tai galėtų būti naudinga paleoaplinkos pakaitala estuarino azoto dinamikai įvertinti. Šiuolaikiniai C. virginica mėginiai buvo surinkti Česapiko įlankoje palyginimui su archeologiniais kriauklėmis iš netoliese esančių vietų, kurių amžius nuo ~ 100 iki 3200 metų. Kairiųjų vožtuvų mėginiai buvo paimti maliant vyrio plotą, o gautuose milteliuose analizuota% N ir δ 15 N vertės. Palyginus δ 15 N reikšmes tarp C. virginica apvalkalų, gaunamos santykinai pastovios vertės nuo ~ 1250 m. Pr. Kr. Iki ~ 1800 m. Po Kr. Po ~ 1800 m., Kriauklėse sparčiai didėja 15 N sodrinimas, kurios vertė toliau didėja iki šiuolaikinių apvalkalų verčių. Δ 15 N vertės padidėjimas rodo ankstyvą antropogeninį poveikį Česapiko įlankoje. Šie rezultatai patvirtina pastebėjimą, kad pakrančių azoto tarša įvyko anksčiau nei XIX amžiuje, ir patvirtina, kad austrių lukšto δ 15 N vertės yra naudingos kaip aplinkos apsaugos rodiklis.

Įvadas

Antropogeninė tarša, ypač azotas, kelia didžiausią susirūpinimą pakrančių žiotyse 1, 2, 3 . Padidėjęs azoto kiekis gali sukelti eutrofikaciją, o tai gali sukelti anoksines sąlygas vandens telkiniuose ir jūros organizmų žūtį negyvose zonose 4, 5, 6 . Nuo aštuntojo dešimtmečio buvo įvesti reglamentai, reglamentuojantys azoto išteklius, tačiau norint, kad ši politika būtų veiksminga, būtina žinoti bazinius azoto lygius rajone. Tačiau daugeliu atvejų baziniai lygiai prieš prasidedant antropogeniniam poveikiui yra nežinomi. Jei moliuskų kriauklės tarnautų kaip paleoaplinkos proxy aplinkos N lygiams, naudojant stabilias azoto izotopų (δ 15 N) vertes, mokslininkai galėtų generuoti bazinį azoto lygį, ištyrę apvalkaluose laikomų azoto izotopų įrašus, taip pat kaip azoto šaltiniai ir koncentracijos bėgant laikui svyravo.

Dvigeldžių kriauklių geochemija paprastai naudojama įvertinti aplinkos parametrus tuo metu, kai apvalkalas augo, tokius kaip jūros paviršiaus temperatūra ir druskingumas. 7, 8, 9, 10, 11, 12 . Rytinė austrė Crassostrea virginica turi didelius aplinkos paklaidus; geba išgyventi didelius temperatūros (20–45 ° C), druskingumo (0–42 psu) ir maisto atsargų svyravimus 13 . Kadangi jie yra silpni filtrų tiektuvai, fiziškai liečiantyssi su vandeniu, jų minkštieji audiniai ir apvalkalai gali užfiksuoti aplinkos pokyčius, įtraukdami organines medžiagas iš aplinkinio vandens telkinio 14, 15 . C. virginica lukštai visų pirma yra kalcitiniai, tačiau juose yra plonas aragonito sluoksnis, esantis ligostraume ir raumenų rande 16 . Ši rūšis anksčiau buvo naudojama daugybei stabilių izotopų tyrimų su stabiliais anglies ir deguonies izotopais apvalkale (pvz., Nuorodos 17, 18, 19, 20), ir neseniai buvo pristatyta kaip galimas paleoaplinkos pakaitalas N aplinkos lygiams analizuoti apvalkalą. δ 15 N vertės 15, 21, 22, 23 . Antropogeniniai azoto šaltiniai, ypač nuotekų ir pramoniniai teršalai, paprastai yra daugiau 15 N prisodrinti nei ne antropogeniniai šaltiniai 24, 25, 26. Tai leidžia atsekti azoto patekimą į estuarijas tiriant δ 15 N vertes audinių ir apvalkalo organinėse frakcijose. .

Skirtingai nuo minkštųjų audinių mėginių, kurie tradiciškai buvo naudojami atliekant biologinius ir aplinkosauginius moliuskų tyrimus, apvalkalo medžiaga gali būti geresnė praeities sąlygų pakaitala, nes laikui bėgant yra didesnė galimybė išsilaikyti. Moliusko lukšto medžiaga kaupiasi paeiliui, kartais metiniuose augimo sluoksniuose, kurie gali būti naudojami kaip didelės skiriamosios gebos laikinasis pakaitalas atsižvelgiant į istorinius azoto lygius, taip pat sukuriant azoto apkrovos per visą organizmo gyvenimą laiko eilutes. 11, 26, 27 . Be to, apvalkalo medžiaga niekada nemetabolizuojama, todėl ji gali užfiksuoti aplinkos sąlygas per ilgesnį laiką nei minkštieji audiniai. 12, 26, 27 . Anksčiau buvo nustatyta, kad kalcito apvalkalo organinių frakcijų chemija atspindi organizmo minkštųjų audinių chemines medžiagas, o minkštųjų audinių ir apvalkalo medžiagos δ 15 N vertės (~ 0–2 ‰) kintamumas yra minimalus 27, 28 .

Norėdami išsiaiškinti, kada prasidėjo antropogeninis N krovimas, nustatome, ar C. virginica kriauklėse yra istoriniai N lygio rodikliai Rodo upės baseine Česapiko įlankoje vėlyvojo holoceno metu. Tai darydami mes siekiame geriau patvirtinti ir nustatyti šį naują aplinkos apsaugos įgaliotinį. Norėdami patikrinti Česapiko įlankos azoto kiekį istoriniuose ir priešistoriniuose moliuskų kriauklėse, iš Rodo upės žiočių Smithsonian aplinkos tyrimų centre Edgewater mieste, Merilande (38 ° 53 ′ šiaurės platumos 76 ° 32 ′ vakarų ilgumos) paėmėme archeologinių ir modernių (gyvų) austrių mėginius ( 1 pav.). Mūsų archeologiniai pavyzdžiai datuojami miško periodu (įskaitant ankstyvuosius [1200–500 m. Pr. Kr.], Vidurinius [500 m. Pr. Kr. Iki AD – 900] ir vėlyvuosius [AD 900–1600 m.]) Ir XVIII – XIX a. 21 . Chesapeake vykusio miškų periodo metu vietinės Amerikos tautos daugiausia medžiojo ir rinkosi gyvenimo būdus, o jų populiacija plėtėsi Vidurio miškiniame krašte, o ypač vėlyvajame miškiniame krašte, kai kukurūzų žemės ūkis pasirodė regionų dalyse 29, 30, 31 . Europoje kolonizacija suintensyvėjo XVII a., Kolonijinėms gyvenvietėms išvalius miškus ir įvedant didelius želdinius nesugadintose žemės ūkio paskirties žemėse 32, 33 . Per XIX amžių industrializacija sparčiai augo rytiniuose JAV rajonuose ir tęsiasi iki šiol 33 .

Image

Mėginių vietos pavaizduotos pagal atitinkamus archeologinius laikotarpius. Svetainė, pažymėta „Dock“, nurodo šiuolaikinių austrių mėginių ėmimo vietą. Žemėlapis buvo sukurtas naudojant „ArcMap“ 10.3 versiją ir modifikuotas „Adobe Illustrator“ versijos CC (//desktop.arcgis.com/en/arcmap/10.3/main/get-started/whats-new-in-arcgis.htm ir //www.adobe .com / produktai / illustrator.html, atitinkamai).

Visas dydis

Nors vietiniai amerikiečiai praktikavo žemės ūkį ir iškirto miškus regione, šis poveikis buvo labiau lokalizuotas ir mažiau išplitęs nei pagrindinės Europos ir Amerikos kolonistų ir vėlesnių tautų kraštovaizdžio išvalymo pastangos, pradedant XVII a. Istoriniu laikotarpiu žemės paviršiaus klirensas sąlygojo didelę 34 nuosėdą ir tikėtiną maistinių medžiagų įkrovimą įlankoje. Šie duomenys verčia Kirbį ir Millerį 34 kelti hipotezę, kad pastebimas austrių iš archeologinių vietų Potomac ir Patuxent upių augimo greičio padidėjimas XVIII a. Ir XIX a. Pradžioje galėjo atsirasti dėl padidėjusio planktoninio pirminio produktyvumo dėl maistinių medžiagų įkrovimo. ankstyvos eutrofikacijos metu. Po pradinio spartesnio augimo vėliau, jų manymu, sumažėjo dydis dėl intensyvaus eutrofikacijos ir aplinkos blogėjimo, pavyzdžiui, padažnėjusių kenksmingų dumblių ir parazitinių ligų po 1860 m. AD. Jie spėja, kad kiti aplinkos pokyčiai, tokie kaip vandens pokyčiai. chemija ir padidėjęs žvejybos sutrikimų laipsnis Česapiko įlankoje per tą laiką gali įtakoti C. virginica augimo greitį, tačiau greičiausiai šios aplinkos sąlygos neturės tokios reikšmingos įtakos kiaukutų augimo greičiui kaip eutrofikacija. Mūsų δ 15 N duomenys yra priemonė patikrinti šią hipotezę ir padėti sukurti naują metodą, skirtą įvertinti N jūriniuose vėžiagyviuose.

Rezultatai

Vienpusiai ANOVA bandymai δ 15 N vertėms tarp laikotarpių nustatė F vertę 297, 3 ir p <0, 001 reikšmę, kai α = 0, 05 (duomenys apibendrinti 1 lentelėje). Tai rodo, kad imties dispersija tarp skirtingų laikotarpių buvo didesnė nei dispersija tam tikrais laikotarpiais. Tukey Post Hoc testas davė rezultatų, rodančių, kad ankstyvojo miško (1250–800 m. Pr. Kr.) Archeologiniai pavyzdžiai žymiai skiriasi nuo Vidurio miškų (500 m. Pr. Kr. Iki AD 900 m.) XIX a. Ir šiuolaikinių pavyzdžių. Vidurio miško archeologiniai pavyzdžiai žymiai skyrėsi nuo ankstyvojo miško miško, pastarojo XIX a., Ir šiuolaikinių pavyzdžių. Archeologiniai mėginiai iš vėlyvojo miško (AD 900–1600), XVIII a. Ir XIX amžiaus pradžios, žymiai skyrėsi nuo pastarojo XIX amžiaus ir šiuolaikinių pavyzdžių. Vėliau XIX a. Ir modernūs kriauklės žymiai skyrėsi nuo visų kitų laikotarpių (2 pav.).

Pilno dydžio lentelė

Image

Tikslumas (1σ) buvo geresnis nei 0, 09 ‰, remiantis kelių standartų analize izotopinių verčių diapazone.

Visas dydis

Vienos krypties ANOVA apskaičiuota F vertės procentinė azoto dalis (% N) buvo 34, 8, reikšmė p <0, 001, kai α = 0, 05. Tukey Post Hoc testas davė rezultatų, rodančių, kad archeologiniai mėginiai iš ankstyvojo, viduriniojo ir vėlyvojo miškų periodo reikšmingai skyrėsi tik nuo šiuolaikinių pavyzdžių (duomenys apibendrinti 2 lentelėje). XVIII ir XIX amžiaus pavyzdžiai tik žymiai skyrėsi nuo šiuolaikinių pavyzdžių, o modernūs pavyzdžiai reikšmingai skyrėsi nuo visų kitų laikotarpių (3 pav.).

Pilno dydžio lentelė

Image

Visas dydis

Diskusija

Mūsų rezultatai rodo, kad padidėjęs N krovimas į Česapiko įlanką prasidėjo dar XIX amžiuje ir žymiai padidėjo iki šių dienų. Atrinktų kriauklių laiko eilučių palyginimai rodo skirtingas tendencijas: tiek% N, tiek δ 15 N vertės yra maždaug apytiksliai eksponentinės kreivės, kai X ir X amžiuje susidarė didesnė N ir daugiau 15 N praturtintų kriauklių koncentracija, ir šiuolaikinių pavyzdžių. % N išlieka pastovesnis nei δ 15 N vertės, tačiau nuo 18 amžiaus jis padidėja ~ 0, 07% iki šiuolaikinių kriauklių (3 pav.). Δ 15 N vertės išlieka palyginti pastovios nuo ankstyvojo miškų krašto iki pirmosios 18–19 amžiaus pusės (ty 1750–1800), bet tada padidėja ~ 3 ‰ nuo 18 amžiaus pabaigos iki 19 amžiaus vidurio. (ty 1850–1900) (2 pav.). Tarp XIX a. Vidurio ir vėlyvųjų kriauklių ir moderniai surinktų kriauklių δ 15 N vertės (~ 1 ‰) padidėjo dar kartą, o tai yra koreliuojama su 10 kartų padidėjusia reaktyviųjų N rūšių rūšimi visame pasaulyje nuo 1860 iki 1990 m. 35 .

Įrodyta, kad δ 15 N vertės moliuskų lukštuose tiksliai seka minkštųjų audinių ir aplinkos POM 26, 27, 36 vertes . Priešingai, moliuskų apvalkalo% N kitimas nebuvo patvirtintas kaip reikšmingas aplinkos aplinkos N koncentracijos pakaitalas, todėl prieš atliekant tokių duomenų interpretavimą būtina atlikti papildomą šiuolaikinių mėginių analizę. Nors santykinai pastovus% N rodo, kad laikui bėgant lukštai iš N sumažės visai arba visai nebus, mūsų diskusija bus sutelkta tik į δ 15 N vertes.

Mes suprantame, kad šis reikšmingas δ 15 N vertės padidėjimas turi būti padidintas antropogeninis įvežimas į Česapiko įlanką 1800-aisiais. Vudlando laikotarpiu mažai tikėtina, kad vietiniai amerikiečiai 37 turėjo didelę įtaką N įlankos apkrovai. Nors XVIII amžiuje vyko miesto plėtra, poveikis greičiausiai buvo labiau lokalus, nes didžiojoje regiono dalyje gyventojų buvo palyginti mažai.

Mūsų rezultatai yra panašūs į kelis nuosėdų maistinių medžiagų įkrovimo tyrimus Česapiko įlankoje per pastaruosius ~ 3000 metų, išskyrus atvejus, kai 5 15 N vertės pradėjo greitai didėti 38 įlankoje. Brattonas ir kt . 35 pastebėtas reikšmingas δ 15 N vertės padidėjimas nuo 1750–1800 AD, tuo tarpu mes nustatėme vėlesnį 15 N sodrinimo laiką. Tai greičiausiai lemia mėginių ėmimo vieta, tačiau Bratton ir kt . Tyrimų vietos buvo arčiau Susquehanna upės, kuri yra didesnis N šaltinis Chesapeake įlankoje 35 nei mūsų tyrimo vieta. Atsižvelgiant į tyrimo vietą Chesapeake įlankoje, Zimmerman ir Canuel 38 taip pat rodo δ 15 N vertės padidėjimą nuo 18 iki 19 amžiaus, kai šiauriau surinktų nuosėdų šerdis rodo 15 N praturtėjimą ~ 100 metų prieš jų pietinę šerdį. Tyrimo vieta, esanti į šiaurę įlankoje, taip pat neturėtų būti tiek ilgo laikotarpio, kad galėtų maišyti su estuarijų vandenimis prieš nusėdimą, todėl ankstesniame laikotarpyje ji galėtų užregistruoti didesnes δ 15 N vertes. Kitas šio tyrimo laiko skirtumus tarp Bratton ir kt . 35 yra dėl naudojamų pasimatymų metodų. Nors mūsų tyrime buvo naudojama tik 14 C iš pataisytų ir kalibruotų archeologinių austrių 21, Bratton et al . 35 naudota žiedadulkių stratigrafija, 14 C apvalkalo medžiaga šerdies viduje ir trumpaamžiai radioizotopai 137 Cs ir 210 Pb neseniai nusėdusiose nuosėdose 4 . Kadangi žiedadulkės daugiausia buvo naudojamos palyginti nuosėdoms nustatyti, įmanoma, kad absoliučios datos, gautos atlikus jų 14 C analizę, galėtų leisti didesnę klaidą susiformavus nuosėdose dėl perdirbimo ir nuosėdų bioturbacijos.

Per XIX a. Gyventojų skaičius ir industrializacija šiaurės rytuose JAV išaugo eksponentiškai 39, o tai greičiausiai padarė didžiulį poveikį ekologinei įlankos sveikatai. 1830–1880 m. Buvo išvalyta daugiau kaip 80% miškų, esančių aplink Česapiko įlanką, o tai, kartu su žemės ūkio arimu, smarkiai padidino nuosėdų sankaupas įlankoje 4, 5, 20, 35, 39, 40, 41, 42 . Per tą laiką netoliese Česapiko įlankos gyventojų skaičius padidėjo tris kartus 39, o padidėjęs nuotekų išmetimo ir arimo sukeltas erozijos kiekis greičiausiai padidino N išteklius ir 15 N praturtėjimą įlankoje 24 . Didelis austrių populiacijos sumažėjimas šiuo metu taip pat prisidėjo prie nesėkmingos įlankos sveikatos, nes sumažėjo įlankos vandens 39 filtravimo greitis ir padidėjo nuosėdų dažnis, kuris koreliuoja su ankstesniais atradimų sumažėjusia diatomės įvairove ir padidėjusio centrinio: pennato diatiomo santykiu. nuo XIX a. pradžios 4 . Todėl tikėtina, kad POM ir įlankos nuosėdos buvo labiau praturtintos 15 N. Todėl galėtume tikėtis reikšmingo δ 15 N vertės pokyčio XIX amžiuje dėl padidėjusio nuotekų ir eroduoto dirvožemio, patenkančio į įlanką, kiekio., kuris buvo akivaizdus mūsų kiauto tyrimo rezultatuose.

Panašus modelis buvo ir archeologinių austrių dydžio pokyčiuose. Archeologiniai viso Česapiko įlankos dydžio duomenys rodo, kad istoriniu laikotarpiu (nuo 18 iki 19 a.) Austrių dydis žymiai padidėjo, palyginti su ankstesniais Miškinių laikais - 34, 37 . Potomac ir Patuxent upių vietose atlikti tyrimai detaliai dokumentuoja šią tendenciją: austrių dydis pirmiausia padidėjo XVIII a. Ir XIX a. Pradžioje, o po 1860 m. AD ​​dramatiškai sumažėjo, galbūt dėl ​​intensyvios eutrofikacijos 34 . Buvo teigiama, kad organinių medžiagų įkrovimo į Česapiko įlanką laipsnis per pastaruosius du šimtmečius labai padidėjo 38, 43, 44, tačiau Cornwell et al . nenustatė reikšmingo N nuosėdų padidėjimo nuosėdose, kurį gali lemti padidėjęs dumblių žydėjimas vandens storymėje 38, 44 ir estuarinių organizmų metabolinis aktyvumas 43 . Mūsų duomenys pagrindžia šią hipotezę ir pateikia pirmuosius tiesioginius įrodymus apie N krovimą šioje įlankos vietoje XIX a., Ypač antroje XIX a. Pusėje.

Reikia atsižvelgti į galimą% N ir δ 15 N verčių diagenetinių pokyčių poveikį. Korpuso organinės medžiagos, taigi, ir N, praradimas gali įvykti po laidojimo ir gali būti akivaizdus% N tendencijose, nurodytose mūsų tyrime. Tačiau mes tvirtiname, kad toks nuostolis nepaaiškins stebimų δ 15 N tendencijų. Pirmiausia, stebint δ 15 N verčių tendenciją, reikėtų pareikalauti 15 N nuostolių, o tai prieštarauja stabilių izotopų kinetikai. Antra, sunku įsivaizduoti, kodėl diagenetinė N izotopų įtaka sustotų prieš septynioliktą amžių gaubtuose ir net tam tikru mastu pasikeistų ankstyviausiuose mėginiuose. Trečia, atliekant priešistorinių virimo metodų tyrimus, „Black 28“ negalėjo paveikti apvalkalo δ 15 N verčių, nebent apvalkalas buvo įkaitintas iki tos vietos, kur jis pradėjo fiziškai suirti. Galiausiai, glaudus mūsų duomenų atitikimas aukščiau paminėtiems nuosėdų šerdies pagrindiniams antropogeninio N būdams rodo, kad lukšto duomenų tendencijos tiksliai seka aplinkos N lygius. Mes tvirtiname, kad šiame tyrime pastebimos δ 15 N verčių tendencijos pirmiausia yra šaltinių, prisidedančių prie austrių buveinių, pokyčių rezultatas. Šiek tiek aukštesnių δ 15 N verčių šaltinis ankstyvojo miško žemėse nėra lengvai pastebimas.

Šis tyrimas parodo galimą apvalkalo δ 15 N tarpinių duomenų naudojimą. Šios ir panašių rūšių gausa archeologinėse vietose visame pasaulyje rodo, kad išsamūs antropogeninio N poveikio įrašai gali būti sukurti iš kriauklių viduryje esančių nuosėdų. Tokie pradiniai duomenys yra vertingi ne tik sprendžiant šiuolaikinės taršos problemas, bet ir vertinant senovės žmonių buveinių, žemės naudojimo, žemės ūkio praktikos ir susijusios veiklos mastą. Šis metodas gali būti pigesnis nei nuosėdų šerdies analizė ir todėl leidžia plačią geografinę aprėptį palengvinti regionines N rekonstrukcijas. Be to, archeologinės aplinkybės gali leisti patikimai kontroliuoti mėginių amžių, o tai kartais būna sunku branduoliuose su sutrikusiomis nuosėdomis. Sklerochronologinis apvalkalo ėminys taip pat leidžia sezoniškai analizuoti δ 15 N reikšmes didelėse, greitai augančiose rūšyse 27, o tai suteikia dar išsamesnės informacijos. Norint geriau įvertinti lukšto% N duomenų pagrįstumą, diagenezės ir priešistorinių virimo būdų poveikį bei galimą kiautų gabenimą prieš laidojant, reikia atlikti papildomus tyrimus.

C viriginica apvalkalų iš Chesapeake įlankos δ 15 N verčių laikui bėgant pastebimi reikšmingi pokyčiai. Δ 15 N vertės išlieka santykinai pastovios nuo ~ 3200 metų iki 1750–1800, tačiau po 1850 metų žymiai padidėja iki gyvai surinktų kriauklių. Nors yra tikimybė, kad šiuos duomenis galėjo paveikti diagenetiniai procesai, staigų δ 15 N vertės padidėjimą tarp ~ 1750–1800 ir 1850–1900 pirmiausia lemia pramonės revoliucija, gyvulinės atliekos ir dirvožemio erozija. Vėlesnis padidėjimas nuo 1850 iki 2013 m. Įvyko dėl žymiai padidėjusio žmonių skaičiaus, sintetinių trąšų naudojimo, nuotekų išmetimo, erozijos ir kitų antropogeninės taršos šaltinių Česapiko įlankoje per pastaruosius du šimtmečius. Skirtingi N teršalai turi skirtingas δ 15 N vertes (ty gyvulinės atliekos svyruoja nuo ~ 10–20 ‰, o sintetinės trąšos ~ 0 ‰) - tai paaiškina didelį δ 15 N vertės padidėjimą tarp ~ 1750–1800 ir 1850–1900, o mažesnis padidėjimas nuo ~ 1850–1900 iki šiuolaikinių pavyzdžių. Tarp ~ 1750–1800 ir 1850–1900 pagrindiniai N teršalai Česapiko įlankoje buvo praturtinti izotopu, dėl to reikšmingai padidėjo δ 15 N vertės, palyginti su ankstesniais laikotarpiais. Dėl plačiai paplitusio sintetinių trąšų naudojimo XX amžiuje greičiausiai sumažėjo δ 15 N verčių padidėjimas nuo ~ 1850–1900 iki šiuolaikinių mėginių, nes sintetinės trąšos δ 15 N vertės buvo išeikvotos labiau nei ankstesni šaltiniai, tuo pačiu padidindamos N% įlankoje. .

Metodai

Austrių kiautų pavyzdžiai buvo paimti iš šešių skirtingų archeologinių vietų Rodo upės žiotyse Česapiko įlankoje (1 pav.). Smithsonian instituto tyrėjai rinko kasos archeologinius pavyzdžius, kai kasinėjo apvalkalo vidurius 21, 37 regione. Šiuolaikiniai austrių pavyzdžiai buvo paimti iš austrių rifo, esančio greta vienos archeologinių vietų ir gana arti kitų archeologinių vietų.

Buvo ištirti devyniasdešimt archeologinių apvalkalų pavyzdžių, kurių amžius nuo ~ 100 iki 3200 metų, ir trisdešimt modernių kriauklių pavyzdžių, kuriuose buvo% N ir δ 15 N vertės. Visi senoviniai apvalkalai buvo gerai išsilaikę ir tvirti (ty ribotas tafoninis poveikis, pastebimai nekinta apvalkalo ar raiščio randas ir nepakitusi kreidinė tekstūra). Minkštieji audiniai buvo pašalinti iš šiuolaikinių apvalkalų, o apvalkalai buvo nuvalyti DI vandeniu ir minkštu buteliuko šepetėliu, po kurio buvo atliekamas penkių minučių ultragarsinis valymas. Lukštai buvo džiovinami per naktį kambario temperatūroje. Kiekvieno apvalkalo pavyzdžio kairiajame vožtuve buvo įpjauta išilgai ilgiausios ašies, naudojant lėto greičio deimantinį vaflinį pjūklą. Kiekvienas apvalkalas buvo paimtas iš mėginių, naudojant rankinį mikro grąžtą. Norint sukurti% N ir δ 15 N verčių gyvavimo trukmės vidurkį, transektas buvo pragręžtas per reziliferį maždaug 2 mm gyliu (4 pav.). Iš bet kurio vožtuvo išorinio paviršiaus nebuvo imami karbonato milteliai. Gillikinas ir kt . 27 parodyta, kad tirštų dvigeldžių kriauklių koralų ir foraminifera mėginių oksidacinis valymas nebūtinas. Miltelių mėginiai buvo laikomi 4, 5 ml apvaliadugniais borosilikato buteliukais iki elementų analizatoriaus ir izotopų santykio masės spektrometrijos (EA-IRMS) analizės.

Image

( A ) C. virginica neartikuliarizuotų vožtuvų vaizdas. ( B ) C. virginica skersinis pjūvis per reziferį. Raudona linija žymi mikrogręžtą transektą.

Visas dydis

Norint gauti palyginamus azoto kiekius (ty masės spektrometro smailės plotą milivoltais (mV)) tarp šiuolaikinių ir archeologinių apvalkalų mėginių, buvo naudojamos skirtingos masės. Tarp 34–35 mg miltelių pavidalo šiuolaikinių kriauklių pavyzdžių buvo perkelta į 5 × 9 mm alavo kapsules, o 100–110 mg archeologinių apvalkalų buvo perkelta į 9 × 10 mm alavo kapsules. Mėginiai buvo analizuojami Alabamos stabilių izotopų laboratorijoje, Alabamos universiteto Geologijos mokslų skyriuje. % N ir δ 15 N vertės nustatymas atliktas naudojant „Costech ECS 4010“ elementų analizatorių (EA), sujungtą su „Thermo Delta V“ izotopų santykio masės spektrometru, iš anksto neapdorojant mėginių rūgštimi, remiantis Versteegh et al . 45 . EA buvo sumontuota anglies gaudyklė [stiklo gaudyklė (Costech dalies Nr. 071121), užpildyta CO 2 absorbentu (Costech gaminio Nr. 021020)], kad būtų pašalintas CO 2, ir eksploatuojama esant 1020 ° C degimo temperatūrai (redukcinė kolona = 650 ° C).

Pateikiami δ 15 N duomenys dalimis mil (‰) prieš orą. Delta žymėjimas apskaičiuojamas naudojant lygtį δ 15 N = [(R pavyzdys - R standartas ) / R stantard ] * 1000. Remiantis dviejų standartų analize, remiantis izotopų reikšmių diapazonu (amonio sulfatu), tikslumas (1σ) buvo geresnis nei 0, 09 ‰. standartas TATENA-N-2; δ 15 N = 20, 3 ‰) ir elementinių mikroanalizių aukšto organinių nuosėdų standartas B2151; δ 15 N = 4, 4 ‰). Kiekvieno bandymo kalibravimo kreivės sudarymui ir atitinkamai tikslumui patikrinti buvo naudojami du elementiniai standartai: acetanilidas (% N = 10, 36%) ir B2151 (% N = 0, 5%). Trisdešimt keturi mėginiai buvo analizuojami dviem egzemplioriais, didesniu nei 0, 07 ision tikslumu. Lukštų mėginiuose buvo atlikti vienpusiai ANOVA ir Tukey Post Hoc bandymai, atsižvelgiant į laikotarpį, siekiant nustatyti, ar tarp laikotarpių nebuvo statistiškai reikšmingų skirtumų.

Papildoma informacija

Kaip pacituoti šį straipsnį: Black, HD et al . δ 15 N vertės „ Crassostrea virginica“ kiautuose pateikia ankstyvą tiesioginį įrodymą, kad azotas yra į Česapiko įlanką. Mokslas. Rep. 7, 44241; „doi“: 10.1038 / srep44241 (2017).

Leidėjo pastaba: „ Springer Nature“ išlieka neutralus paskelbtų žemėlapių jurisdikcijos reikalavimų ir institucinių ryšių atžvilgiu.

Komentarai

Pateikdami komentarą jūs sutinkate laikytis mūsų taisyklių ir bendruomenės gairių. Jei pastebite ką nors įžeidžiančio ar neatitinkančio mūsų taisyklių ar gairių, pažymėkite, kad tai netinkama.