三億年前發(fā)生一次巨量碳排放事件

文章來(lái)源:光明日?qǐng)?bào)蘇雁 通訊員姬尊雨2022-05-18 10:23

5月2日,中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所與南京大學(xué)、美國(guó)加州大學(xué)戴維斯分校等在國(guó)際著名的科學(xué)期刊《美國(guó)科學(xué)院院報(bào)》(PNAS)上合作發(fā)表一項(xiàng)重要研究成果:與當(dāng)前地球環(huán)境類似的約3億年前的晚古生代大冰期期間,曾發(fā)生一次短暫的巨量碳排放事件,引起了海洋缺氧及海洋生物多樣性顯著降低。
 
當(dāng)前,地球正處于從3400萬(wàn)年前就已開(kāi)始的新生代冰室氣候,隨著近百年來(lái)全球氣溫的快速升高,兩極冰川消融加劇,海平面上升,海洋缺氧程度加重,導(dǎo)致全球生物多樣性降低。為了找到全球冰室氣候背景的變暖與海洋缺氧、生物多樣性變化的內(nèi)在關(guān)系,更準(zhǔn)確地模擬和評(píng)估海洋缺氧程度,科學(xué)家們通過(guò)對(duì)地球歷史的冰室氣候的研究尋找答案。
 
3.6億至2.8億年間的晚古生代大冰期是地球持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)、規(guī)模最大的一次冰室氣候,也是陸生高等植物及陸地生態(tài)系統(tǒng)建立以來(lái)唯一一次記錄了地球由冰室氣候向溫室氣候轉(zhuǎn)變的地質(zhì)時(shí)期,當(dāng)時(shí)的大氣二氧化碳和氧氣濃度也與現(xiàn)代相當(dāng),可以與現(xiàn)今人類生存的冰室氣候環(huán)境很好地進(jìn)行類比。因此,研究晚古生代大冰期已經(jīng)發(fā)生過(guò)的碳排放與全球變暖事件所造成的影響,將有益于更加深入地理解當(dāng)前在冰室氣候下地球系統(tǒng)內(nèi)部的關(guān)聯(lián)與反饋機(jī)制,從而更加準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)全球氣候環(huán)境變化與生物多樣性的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。
 
通過(guò)對(duì)我國(guó)華南石炭紀(jì)地層近10年來(lái)開(kāi)展的地層學(xué)、古生物學(xué)、沉積學(xué)、沉積地球化學(xué)、數(shù)值模擬等多學(xué)科的綜合研究,由南京古生物所陳吉濤研究員與南京大學(xué)王向東教授、美國(guó)加州大學(xué)戴維斯分校伊莎貝爾·蒙特尼資教授等領(lǐng)銜的國(guó)際合作團(tuán)隊(duì),首次發(fā)現(xiàn)了石炭紀(jì)晚期冰室氣候下的一次巨量碳排放事件。
 
研究結(jié)果顯示,石炭紀(jì)晚期(約3.04億年前)冰室氣候下,約9萬(wàn)億噸碳在30萬(wàn)年內(nèi)排向大氣,從而引起了當(dāng)時(shí)全球氣候的顯著變暖。其間海水表面溫度升高約4攝氏度(自25攝氏度至29攝氏度),全球海洋缺氧面積擴(kuò)張至18%(自4%至22%左右),海洋生物多樣性在短期內(nèi)顯著下降。地球系統(tǒng)模型研究表明,在冰室氣候的全球變暖期間,廣泛的海洋缺氧可能與海水分層的增強(qiáng)和營(yíng)養(yǎng)輸入的增加(消耗氧氣)相關(guān)。
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