史前火山在全球連鎖反應中加熱地球

新證據表明地球歷史上異常炎熱時期的起源

Giant's Causeway in Northern Ireland.

北愛爾蘭的巨人堤道是北大西洋火成岩省的一部分。

Clearview/Alamy 庫存照片

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氣候專家數十年來一直警告“臨界點”,現代全球變暖可能在這些臨界點引發一連串加速的、不可逆轉的影響。現在,地質學家開始在化石記錄中識別出類似的轉折點。例如,大約在 5600 萬年前——那時我們的小型靈長類祖先還在樹間跳躍——火山爆發可能引發了溫室條件,從而改變了從進化到洋流方向的各種過程。透過研究過去的氣候變化,地質學家希望預測當前人為造成的氣候變化將如何顯著改變我們的世界。

研究人員長期以來都知道所謂的古新世-始新世極熱事件 (PETM),這是地球歷史上異常炎熱的時期,但其原因一直備受爭議。現在,《自然·通訊》中,英國地質調查局地質學家塞夫·肯德爾和他的同事提供了證據,表明北大西洋的火山爆發為這次熱浪提供了關鍵組成部分。

研究人員的關鍵線索來自從冰島附近海底岩石堆積物中提取的薄層沉積物巖芯。這個被稱為北大西洋火成岩省的區域,是由 5000 多萬年前流經並溢位地殼的岩漿形成的。肯德爾說,科學家們曾假設形成這些岩石的火山活動與 PETM 有關——因此他的團隊立即對巖芯樣本中的汞訊號產生了興趣。


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巖芯中汞含量升高是火山活動的一個指標,研究小組發現的水平表明,北大西洋的火山爆發發生在適當的時間和強度,足以提高大氣中的二氧化碳水平。然後,當火山活動減弱時,溫度持續上升。

康涅狄格大學地球科學家冉峰沒有參與這項新研究,他說,當涉及到火山爆發的時間和 PETM 的開始時,研究結果“非常有趣”。該研究假設,火山溫室氣體使全球氣候變暖到足以達到臨界點,從而引發鎖定在其他地方的碳釋放——這進一步加劇了全球變暖。馮說,其他證據線索,例如該時期大氣和海洋二氧化碳的地質指標,可能有助於進一步檢驗該假設。

紐約城市學院地質學家本傑明·布萊克沒有參與這項新研究,他說,觀察 PETM 岩石中的汞特徵是瞭解當時發生的事情的一種有希望的方法。布萊克說,地質學家希望超越識別火山活動在 PETM 中的作用,轉而瞭解這個過程實際上是如何發生的:“地球深遠過去的時刻,如 PETM,為理解壓力下氣候系統的行為提供了有價值的比較點”——包括我們現代的氣候。

Riley Black,曾用名 Brian Switek,是《Skeleton Keys》《My Beloved Brontosaurus》的作者。她住在猶他州鹽湖城。在 Twitter 上關注她:@Laelaps,在 Instagram 上關注她:@laelaps

更多作者:Riley Black
大眾科學雜誌 第 326 卷 第 1 期本文最初以“火山助力”為題發表於《大眾科學雜誌》第 326 卷第 1 期(),第 14 頁
doi:10.1038/scientificamerican0122-14b
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