是什么導致了6000萬年前的全球氣候變暖?

2020-3-31 09:10 來源: 科技行者

約6000萬年之前,地球深處的環流變化,催生了一股熾熱的巖漿流,名為“冰島羽流(the Iceland plume)”,從地幔中心涌出。隨著地幔巖石刺穿北大西洋底部,熔巖開始進入海水并快速冷卻,最終形成了蘇格蘭、愛爾蘭與格陵蘭島。這種極為特殊的形成過程,也帶來了壯觀的巨型石柱景觀,最終成為被人們津津樂道的「北愛爾蘭巨人堤道」與「蘇格蘭芬格爾洞穴」。

400萬年之后,第二股巨大的地幔巖石脈沖再次襲來,又一次掀起了冰島羽流。巖漿在海床下膨脹,將格陵蘭島與歐洲大陸之間的廣闊海底層層墊高,最終形成了一座連接蘇格蘭與格陵蘭島的臨時大陸橋。

在地表之下,地幔板塊融化了,從固態巖石變為液態巖漿。巖漿帶來的沉積物如同皮膚下的淤青般擴散,形成了成千上萬的巖床,高溫也煮熟了沉積物內的有機物質。整個加熱過程產生的大量甲烷與二氧化碳氣體,通過海底的通風口噴出。幾千年來,一層又一層的巖漿不斷滲入這塊超大面積的“淤青”,越來越多的氣體從海洋中噴出,像一口沸騰的鍋。

有證據表明,就在整個活動周期當中,地球的平均溫度升高了5攝氏度(9華氏度)。在這一場發生在遠古時代被稱為「古新世-始新世大升溫(簡稱PETM)」的“全球變暖事件”期間,陸地遭受了強烈的傾盆大雨,而海洋酸化與溫度升高,導致許多海洋物種滅絕。同時,陸地動物也即將滅絕,取而代之的是體形矮小的物種,開始奪取陸上霸主的地位。如今,我們已經在北極地區發現大量目前常見于佛羅里達地區的鱷魚、巨型烏龜與植被遺跡,且當時的海平面比現在高出約300英尺。

自從20世紀90年代初發現以來,“古新世-始新世大升溫(PETM)”便引起了氣候科學家們的高度關注。當時的氣候變化與今天的氣候變化頗有相似之處,具體征兆包括溫度上升、海洋酸化、大氣碳水平急劇浮動并對地球上的生命構成深遠影響等等。為了產生這些影響,大氣層中的碳總量無疑迎來一波快速增長(最近估計總排放量約10萬億噸)。但是,這些碳到底從何而來?它們為什么釋放得如此之快?如果大氣中的碳總量再增加,是否會加劇全球變暖?

▲ 圖:在“古新世-始新世大升溫(PETM)”時期內,二氧化碳突然噴涌并導致全球升溫,當時的北極擁有著類似于亞熱帶沼澤的氣候特征。

來自英國伯明翰大學的地質學家Stephen Jones強調,“如果我們能夠理解過去一億年以來曾經出現的類似狀況,就能搶先一步做出規劃,為我們這一代人可能面臨的氣候劇變做好準備?!?/div>

由于“古新世-始新世大升溫(PETM)”在北大西洋形成了大量火山(科學家們將其統稱為「北大西洋火成巖?。∟orth Atlantic Igneous Province,簡稱NAIP)」),因此不少人懷疑火山只是氣候變暖的表現,而非原因。但關聯性并不代表因果關系,而且我們也有充分的科學理由懷疑,火山活動本身就是氣候變化的根源。最近,Jones與其合作者在伯明翰大學發表的一篇論文[注1],消除了這個重要疑問,證明“火成巖活動”確實是氣候變暖的主要驅動力。

▲ 圖:「北愛爾蘭巨人堤道」是一個地質特征,由6000萬年前火山噴發形成的數千個相互連接的玄武巖柱組成

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