火山噴發導致氣候變化與物種滅絕
科技日報柏林12月5日電 (記者李山)jinri,deguokexuejialingdaodeguojituanduizaiyanjiudaguimohuoshanpenfaduihaiyanghuaxuedeyingxianghourenwei,zaochengaotaojimoshengmingdamiejuedeyuanyinkenengshizhegeshiqideqiangliehuoshanhuodong,qizhonghuoshanhuidailaideyingyangwuzhilinqidaoleguanjianzuoyong。xiangguanchengguofabiaozai12月2日刊發的《自然·地球科學》雜誌上。
大約4.5億年前的奧陶紀末期,地球急劇變冷,包括三葉蟲在內的大約85%的海洋動物物種滅絕,這是地球過去5.4億(yi)年(nian)中(zhong)第(di)二(er)大(da)生(sheng)命(ming)滅(mie)絕(jue)事(shi)件(jian)。這(zhe)次(ci)生(sheng)命(ming)滅(mie)絕(jue)事(shi)件(jian)的(de)驅(qu)動(dong)機(ji)製(zhi)一(yi)直(zhi)是(shi)地(di)球(qiu)科(ke)學(xue)領(ling)域(yu)的(de)未(wei)解(jie)之(zhi)謎(mi)。學(xue)界(jie)普(pu)遍(bian)認(ren)為(wei),這(zhe)次(ci)物(wu)種(zhong)滅(mie)絕(jue)是(shi)由(you)全(quan)球(qiu)氣(qi)候(hou)變(bian)冷(leng)造(zao)成(cheng)的(de)。但(dan)關(guan)於(yu)地(di)球(qiu)如(ru)何(he)變(bian)冷(leng),科(ke)學(xue)家(jia)們(men)提(ti)出(chu)了(le)各(ge)種(zhong)假(jia)說(shuo),例(li)如(ru)小(xiao)行(xing)星(xing)撞(zhuang)地(di)球(qiu);或者火山物質噴發至平流層,觸發和驅動了當時的生命滅絕事件等。
此次,德國奧爾登堡大學地球化學家傑克·朗曼博士領導的團隊,聯合英國南安普敦大學、利茲大學和普利茅斯大學的研究人員,共同研究了大規模火山噴發對海洋化學的影響。他(ta)們(men)提(ti)出(chu)了(le)新(xin)的(de)理(li)論(lun),即(ji)火(huo)山(shan)噴(pen)發(fa)物(wu)質(zhi)在(zai)海(hai)洋(yang)中(zhong)釋(shi)放(fang)磷(lin)等(deng)營(ying)養(yang)物(wu)質(zhi),促(cu)進(jin)了(le)藻(zao)類(lei)生(sheng)物(wu)的(de)生(sheng)長(chang),而(er)海(hai)藻(zao)的(de)繁(fan)殖(zhi)和(he)沉(chen)澱(dian)減(jian)少(shao)了(le)大(da)氣(qi)中(zhong)溫(wen)室(shi)氣(qi)體(ti)二(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)(CO2)的含量,從而降低了地球的溫度。
朗曼博士說:“yizhonglilunbiaoming,haiyangzhonglindezengjiayinfalequanqiubianleng。linshishengmingzhongdeguanjianyuansuzhiyi。tacujinlezaoleidengxiaoxinghaiyangshengwudeshengchang。dangzhexieshengwusiwangshi,tamenhuichenjizaihaidi。zheyang,zaoleizaiqiyishengzhongshequdetanzhujianbeimaizaichenjiwuzhong。haizaokebangzhujianshaodaqizhongCO2的含量,從而降低地球的溫度。”
通常,劇烈的火山噴發會釋放大量CO2並(bing)使(shi)地(di)球(qiu)變(bian)暖(nuan),因(yin)此(ci),地(di)球(qiu)冷(leng)卻(que)必(bi)然(ran)是(shi)另(ling)一(yi)種(zhong)機(ji)製(zhi)。研(yan)究(jiu)團(tuan)隊(dui)認(ren)為(wei),火(huo)山(shan)噴(pen)發(fa)後(hou)的(de)過(guo)程(cheng),例(li)如(ru)火(huo)山(shan)岩(yan)的(de)自(zi)然(ran)風(feng)化(hua),以(yi)及(ji)火(huo)山(shan)岩(yan)在(zai)海(hai)中(zhong)經(jing)曆(li)的(de)快(kuai)速(su)化(hua)學(xue)變(bian)化(hua),都(dou)會(hui)釋(shi)放(fang)磷(lin)。為(wei)了(le)驗(yan)證(zheng)這(zhe)一(yi)假(jia)設(she),研(yan)究(jiu)小(xiao)組(zu)檢(jian)查(zha)了(le)海(hai)洋(yang)沉(chen)積(ji)物(wu)中(zhong)更(geng)年(nian)輕(qing)的(de)灰(hui)層(ceng),比(bi)較(jiao)了(le)岩(yan)石(shi)在(zai)與(yu)海(hai)水(shui)接(jie)觸(chu)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua)之(zhi)前(qian)和(he)之(zhi)後(hou)的(de)磷(lin)含(han)量(liang)。
利用這些信息,朗曼博士的團隊開發了一個模型,模擬了最重要的化學、生物和地質過程。研究人員隨後確定了奧陶紀末期沉積在地球上的巨大灰燼層如何影響海洋化學、藻類生長和CO2吸收。根據研究結果,沉積的火山岩釋放的磷足以引發一係列事件——從海洋肥沃、藻類生長增加、全球變冷和隨後的結冰、海洋大部分地區的低氧水平到最終的大規模滅絕開始。
科學家們得出結論,大型火山噴發可在短時間內通過CO2排放使氣候變暖,但它們也可以在數百萬年的更長時期內引發全球變冷。由於巨大的火山爆發與地球曆史上5個最大的滅絕事件中的3個同時發生,包括白堊紀末恐龍從地球上消失等。研究人員認為,他們的研究可能會導致重新審查關於其他大規模滅絕原因的理論。
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