是谁终结了“冰河时代”(2)
2019年4月,Swanson-Hysell团队及合作者,使用地理学模型“重建”了过去5亿年中地质板块的变动情况,发现这期间所有3次冰河期都出现在大陆板块和火山岛弧在热带地区相撞事件之后。
火山岛弧指大洋中成弧形分布并有火山活动的群岛。这种撞击形成的蛇绿岩能大量吸收二氧化碳,把大气中的二氧化碳封存在岩石中,从而给地球降温。
当这类撞击慢慢停止,就不再有新的蛇绿岩裸露到地表。如果新生成的蛇绿岩不是处于温暖潮湿的热带,其“固碳”效率也会降低。而火山爆发等事件继续释放二氧化碳,地球温度又重新上升。相关论文刊登于《科学》。
不幸的是,对地球的未来来说,消耗二氧化碳的地质过程是缓慢的,而且无法与当前石油、煤炭和天然气燃烧产生的大量二氧化碳排放相抗衡。Swanson-Hysell说,在数千年时间尺度内,地球有可能恢复自然的碳平衡,但对现代文明来说,这是过于漫长的等待。
那么,冰河时代又为何来了又去?
自19世纪中期以来,科学家一直怀疑,地球轨道的几何形状的变化是导致冰河时代结束的原因,但人们不确定的哪个轨道特性最重要。
地球弯弯腰 冰河说拜拜
在过去的100万年中,地球轨道在整个中更新世过渡期及之后的小幅变化,是否触发和终止了全球性的冰川活动?Bajo等人计划通过确定冰河时代结束的时间,进一步解开冰河时代为什么会结束的一些谜团。
评估地球冰河期周期理论的一个主要挑战是无法确定海洋深处沉积记录的年代。于是,研究小组将来自意大利石笋的数据与来自葡萄牙海岸的海洋沉积物的信息结合起来。利用最新的放射性年代测定技术,研究小组确定了两个分别发生在96万年前和87.5万年前的冰河时代终止的年代。这些年代表明,这两次终止的开始与地球倾斜角度的增加更为一致。
“剑桥大学和葡萄牙研究所的同事对北大西洋冰盖崩塌情况做了详细记录。”论文通讯作者、副教授Russell Drysdale告诉《中国科学报》,“我们可以在石笋生长层中发现与海洋沉积物中记录的变化相同的变化。这使我们能够将石笋的年龄信息应用到海洋沉积物记录中,而这个时期的海洋沉积物记录是无法确定日期的。”
Bajo和同事还将研究扩展至过去100万年的11次成冰—消冰事件。结果证明,中更新世转变之后的前两次消冰事件被两个倾角周期隔开。研究人员还表示,在北半球冰盖所在的地区,气温升高会导致夏季变暖,导致冰层融化。
Drysdale说:“当北半球夏季冰盖上的能量接近峰值时,这两次冰期都进入了结束阶段。将这些发现与之前发表的更晚期的终结数据进行比较,就会发现这种模式在过去100万年反复出现。”
研究人员仍在试图了解这些周期发生的频率,以及人们多久可以“等到”另一个周期的到来。他们还计划进一步研究更新世中期,那时冰期周期的平均长度突然增加一倍。
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