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新探索!5600万年前的全球变暖竟与它有关

2020-01-18

当时,人类社会正面临着因为许多碳排放所导致的全球温度上升。在古新世-始新世之交,也便是距今大约5600万年前,地球上也发生了一次全球温度快速上升事情。该事情被称为古新世-始新世极热事情,这是新生代以来最激烈的一次全球快速升温事情,导致大气圈、水圈和生物圈发生了严重改变。学者们以为,这次全球快速升温事情与碳开释有关。

近来,中科院青藏高原研讨所大陆磕碰与高原隆升要点实验室副研讨员张清海、丁林院士团队联合国内外研讨人员证明,古新世-始新世极热事情时期完好的碳同位素负漂具有一个阶梯状结构,在大气和浅海中碳同位素负漂具有较大起伏。相关效果发表于《地球与行星改变》杂志上。

地球表层碳库的碳同位素值忽然显着削减

“古新世-始新世极热事情期间,许多C13同位素含量较少的碳从岩石圈开释到大气海洋体系中,形成了地球表层碳库中的碳同位素组分发生了显着负漂。”张清海告知科技日报记者,所谓负漂是指碳同位素值忽然显着削减的现象。

古新世-始新世极热事情继续了大约20万年,其间碳开释继续的时刻大约为1000年到50000年。“在千年到万年的时刻尺度上,古新世-始新世极热事情给咱们供给了一个可贵的机会来研讨气候改变和碳循环之间的相互作用,研讨它能够协助咱们更好地了解未来的气候、环境和生物改变。”张清海说道。

事实上,碳同位素负漂的结构和起伏是古新世-始新世极热事情研讨的两个核心问题。大部分学者以为碳同位素负漂是碳同位素一步快速削减到最低值并逐步回返的进程,并以此为根底对古新世-始新世极热事情期间气候、环境和生物改变进行研讨。1999年,英国牛津大学的贝恩斯等研讨人员曾在《科学》杂志上宣称,碳同位素负漂或许具有一个较为杂乱的结构。但因为证据不足,他们的观念很快被绝大部分学者所扔掉。

与此同时,碳同位素负漂的起伏能够用来预算古新世-始新世极热事情期间碳开释的总量。许多学者以为碳同位素负漂的最大起伏为4‰,仅少量学者以为古新世-始新世极热事情期间碳同位素负漂的起伏或许到达6‰—8‰。在曩昔10年里,4‰的碳同位素负漂起伏被学者们广泛承受。

古新世-始新世之交或许存在屡次碳开释

也便是说,长期以来,干流观念以为,碳同位素负漂是碳同位素一步快速削减到最低值并逐步回返的进程;碳同位素负漂的起伏最大为4‰。

2017年,丁林和张清海团队对上述两个干流观念提出了质疑。尔后,该团队历时2年对藏南定日区域的浅海碳酸盐岩剖面中的大有孔虫壳体展开了微量元素和碳同位素的研讨。使用激光剥蚀-等离子体质谱和二次离子质谱原位地球化学剖析技能,该团队剖析了大有孔虫壳体上的原位微量元素含量和原位碳同位素组成。

研讨标明,古新世-始新世极热事情期间,完好的碳同位素负漂具有一个阶梯状结构。研讨还证明:在浅海和大气中,碳同位素负漂的起伏大致为7‰,并初次给出古新世-始新世极热事情时期碳开释总量的上限为28000Pg(Pg是碳储量的单位,1Pg碳等于10亿吨碳),现在人类每年排放的碳约为10Pg。

阶梯状碳同位素负漂结构的存在,暗示古新世-始新世极热事情期间存在屡次碳开释,很或许存在“碳开释-温度上升-再次碳开释”的正反馈进程。大气和浅海中碳同位素负漂的起伏显着大于深海,这暗示碳开释对大气和浅海形成的影响或许远大于深海。

“这警示咱们,许多碳开释到大气-海洋体系中或许形成一系列多米诺骨牌式气候、环境和生物呼应。在天然状况下,地球或许需求数十万年才干康复到之前的正常气候状况。”张清海说。

他表明,曩昔关于古新世-始新世极热事情的研讨工作大多来自于不完好的堆积记载,而这不或许精确完好地康复出该事情的来龙去脉,未来还需求开掘更多具有阶梯状碳同位素结构的剖面来对其进行深入研讨。

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