科学家找到5000万年前的地球引爆点,气候快速变化的直接原因
科学家们对地球历史上最迅速、最剧烈的气候变化之一的成因有了新的发现。尽管之前的研究表明,火山活动导致了大量的二氧化碳排放,导致了气候的快速变化,但这一事件的触发因素尚不明确。
由埃克塞特大学的塞夫·肯德博士领导的一个研究中,研究人员通过对岩石样本的研究发现,在新世PETM的早期阶段,汞水平显著下降——这表明,至少有另一个碳储层在这种现象发生时释放了大量的温室气体。这项研究表明,在地球系统中存在着临界点,这可能会触发额外的碳库释放,导致地球气候达到前所未有的高温。
来自英国地质调查局、牛津大学、赫里奥特-瓦特大学和加州大学河滨分校的专家们也参与了这项开创性的研究,可能会对现代气候变化在未来几个世纪将如何影响地球提供新的理解。这项研究发表在2021年8月31日的《自然通讯》杂志上。
肯德博士说:"在古新世-始新世运动开始的几千年里,像二氧化碳甲烷这样的温室气体被释放到大气中。我们想要验证这种史无前例的温室气体释放是由大型火山爆发引发的假设。由于火山也会释放大量的汞,我们测量了沉积物核心中的汞和碳,以检测任何古代火山活动。令人惊讶的是,我们没有发现温室气体释放期间火山活动增加的简单关系。我们发现火山活动只发生在开始阶段,所以在火山活动之后一定释放了另一种温室气体来源。"
古新世极热时期(PETM)现象是地球历史上变暖速度最快的时期之一,它发生在格陵兰岛脱离欧洲的时候。虽然如此,大量的二氧化碳是如何引发这段漫长的变暖期的,其背后的原因已经隐藏了很多年,但科学家最近提出,火山爆发是主要的驱动因素。然而,尽管碳记录和建模表明大量的火山碳被释放,但直到现在还不可能确定古新世极热时期的触发点。
在这项新研究中,研究人员研究了来自北海的两个新的沉积岩心,它们显示出相对于有机碳水平,汞含量较高。这些样本显示,在古新世-始新世-始新世时期之前和开始时,汞含量都出现了许多峰值,这表明它是由火山活动触发的。
然而,研究还表明,至少还有另一个碳储层在古新世极热形成后被释放,因为在它开始的第二阶段,汞水平似乎下降了。
肯德博士补充说:"我们之所以能够进行这项研究,是因为我们一直在与丹麦和格陵兰地质调查局的合作者合作,研究保存非常完好的新核心材料。优异的保存性能使得对释放到大气中的碳和汞的详细检测成为可能。由于北海靠近被认为触发了古新世极热时期的火山活动区域,这些岩心处于探测信号的理想位置。导致气候变暖的火山活动可能是巨大的深层侵入岩床,产生了成千上万的热液喷口,其规模远远超过今天所见的任何情况。温室气体可能的二次来源是由于最初的火山变暖导致的永久冻土和海底甲烷水合物的融化。"