威斯康星大学麦迪逊分校的一项新研究对预测珊瑚礁的生存和制定缓解策略以防止其骨骼骨骼因海洋酸化而减弱具有重要意义。虽然珊瑚礁占海底的比例不到百分之一，但这些生态系统是地球上生物多样性最丰富的生态系统之一——估计有超过一百万种物种与珊瑚礁有关。

众所周知，构成这些珊瑚礁的珊瑚物种对海洋酸化具有不同的敏感性或弹性——这是大气中二氧化碳含量增加的结果。但科学家们不确定为什么。

在这项研究中，研究人员表明，珊瑚骨骼的结晶率因物种而异，并且与它们对酸化的抵抗力有关。

威斯康星大学麦迪逊分校物理学教授、该研究的高级作者普帕吉尔伯特说：“许多机构不断发布报告，他们说‘是的，珊瑚礁受到威胁’，却不知道该怎么办。”.17在化学学会杂志上。“寻找以科学为基础的解决方案是当务之急，对气候变化对珊瑚礁和骨骼造成的影响有一个定量的认识非常重要。”

造礁珊瑚是一种海洋动物，它们会产生由大部分不溶性结晶材料文石组成的坚硬骨骼。当由更易溶解的无定形碳酸钙组成的前体沉积在生长的骨架上然后结晶时，文石就形成了。

该团队研究了三个珊瑚属，并深入研究了它们生长骨骼的组成部分。他们使用了吉尔伯特开创的一种称为PEEM光谱显微镜的技术，该技术以迄今为止最大的灵敏度检测不同形式的碳酸钙。

当他们使用这些光谱显微镜图像来比较无定形前体与结晶形式的厚度时，他们发现对酸化更敏感的鹿角藻的无定形碳酸钙带比不那么敏感的柱藻有更厚的无定形碳酸钙带。

“寻找以科学为基础的解决方案是当务之急，”物理学教授PupaGilbert说，这里展示了麦迪逊莫诺纳湖沿岸的石珊瑚样本。学分：杰夫·米勒

未知敏感性的第三个属Turbinaria的无定形前体层比Stylophora更薄，这表明它应该是这三个属中对海洋酸化最有弹性的。

未结晶矿物带越厚，结晶过程越慢。

“如果珊瑚骨骼的表面(所有这些无定形碳酸钙都被活体动物沉积)迅速结晶，那么该特定物种对海洋酸化具有弹性;如果结晶缓慢，那么它就很脆弱，”吉尔伯特说。“这一次，这是一个非常简单的机制。”

该机制可能很简单，但处理和解释PEEM图像所需的数据分析绝非如此。获取的成像数据的每个像素都有一个需要分析的钙光谱，这会产生数百万个数据点。处理数据包括许多决策点，以及海量的计算能力。

该团队试图自动化分析或使用机器学习技术，但这些方法没有奏效。相反，吉尔伯特发现做出决策的人是最好的数据处理器。

吉尔伯特不想根据一两个人的决策得出结论。因此，她聘请了一组威斯康星大学麦迪逊分校的本科生，其中大部分来自MercileJ.Lee学者计划，该计划旨在吸引和留住来自弱势群体的有才华的学生。这个团队提供了一个庞大而多样化的决策者群体。

这群学生被称为刺胞动物——来自珊瑚、海葵和水母所属的门——这群学生成为了团队不可或缺的成员。他们每周通过Zoom会面数次，当时Gilbert将分配多个学生相同的数据集并行处理并在下次会议上讨论。

“如果多人提出完全相同的解决方案，即使他们做出不同的决定，这意味着我们的分析是稳健可靠的，”吉尔伯特说。“刺胞动物的贡献非常有用，其中13人是这项研究的合著者。”