彗星撞擊可能導致碳含量快速上升

五千五百萬年前的劇烈升溫可能並非由火山驅動  

在新澤西州海岸線收集到的證據表明,五千五百萬年前彗星或其他地外天體的撞擊與一次劇烈的升溫期相吻合,而這次升溫期與今天的氣候變化最為相似。

這個溫暖期被稱為古新世-始新世極熱事件(PETM),其前兆是碳元素快速釋放到大氣中,影響持續了約20萬年。碳含量的增加使地球溫度升高了高達華氏16度。結果,地球幾乎沒有冰,海平面也比現在顯著升高。這導致了海洋中單細胞生物的大規模滅絕,但陸地動物,特別是靈長類動物,透過向溫度較低的兩極移動而繁榮發展並迅速進化。

關於是什麼引發了那個時代的碳釋放,科學家之間仍然存在分歧。目前的理論認為,這種神秘的二氧化碳釋放來自火山,並認為升溫可能是由海底甲烷的突然釋放所促成的。


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但是,昨天發表在《科學》雜誌上的這項新研究,將升溫與地外天體的撞擊聯絡起來。

在新澤西州,研究人員發現了微小的球形玻璃液滴,稱為微玻隕石,當地外天體撞擊地球后,當汽化的碎片在空氣中飛舞時,就會形成這種物質。在來自米爾維爾、威爾遜湖和梅德福等城鎮的樣本中,以及在百慕大海岸附近的深海海底採集的一個樣本中,都發現了這種玻璃碎片。

哥倫比亞大學拉蒙特-多爾蒂地球觀測站的研究員兼該研究的合著者丹尼斯·肯特說,在追溯到PETM時期的黏土沉積物中發現的這些液滴可能表明該地區是撞擊的“零地點”。他說,升溫發生得很快,而這項新研究表明了升溫的來源。

肯特說,如果彗星引發了上一次因碳釋放而導致的顯著升溫期,那麼它可以為今天的氣候研究人員提供資訊。他說,如果碳元素在幾年或幾十年內,而不是幾千年的時間內使地球變暖,那麼它可以為了解今天的氣候變化可能帶來什麼提供見解。

“這甚至可能比今天還要快,更詳細地研究它可能會說明與今天相比,氣候變化的極限,”他說。

2003年,肯特首次提出,他在新澤西州發現的磁化黏土顆粒可能證明彗星撞擊地球導致了PETM。2013年的一項研究發現,根據在同一黏土沉積物中發現的碳同位素,PETM幾乎是瞬間觸發的。

倫斯勒理工學院地球與環境科學助理教授摩根·沙勒說,這項新研究並沒有聲稱已經找到了隕石坑,也沒有證明彗星或其他地外天體的撞擊觸發了PETM。但它確實為表明兩者之間存在聯絡的證據體系增添了新的內容。

“同一時間發生撞擊,這絕不僅僅是巧合,”他在一份宣告中說。“如果撞擊有關,那就表明碳釋放是快速的。”

然而,科學界的許多人反駁了這一論點。萊斯大學海洋地質學家傑拉爾德·狄更斯說,這項新研究並沒有確切證明是什麼觸發了PETM時期。他說,有大量證據表明,碳釋放花費了數千年的時間。目前關於PETM成因的理論是,碳是在5000到20000年的時間內釋放出來的,而不是突然釋放的。

“發現一些小球粒並不能改變這一點,”他說。

其他研究人員已經發現了證據,表明PETM時期的碳釋放是瞬間發生的。

夏威夷大學研究人員的一項研究發現,無論是什麼觸發了深刻改變地球的PETM時期,現在人類使地球變暖的速度是那個時代升溫速度的10倍,這項研究發表在今年早些時候的《自然》雜誌上。研究表明,PETM時期是6600萬年來碳釋放速率最高的時期。

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