研究發現遠古火山在其活動停止很久之後仍在繼續釋放二氧化碳

地球科學家發現，古代火山在其活躍期之後的數百萬年裡一直在排放二氧化碳，這在很大程度上導致了歷史上的全球變暖事件。這一發現爲了解地球氣候如何對長期碳排放做出反應提供了新的視角，並表明如果人類造成的排放得到遏制，氣候有可能恢復。

由羅格斯大學-新不倫瑞克分校的火山學家領導的一個國際地球科學家小組發現，古代火山在其噴發結束後的很長時間內仍在繼續從地球深處向大氣層釋放二氧化碳--這與之前的科學認識相反。

這一發現有助於解開地球氣候歷史關鍵時刻長期變暖的原因這一長期之謎。 這一發現發表在今天（10月30日）出版的最新一期《Nature Geoscience》上。

本傑明-布萊克（Benjamin Black）是這項研究的負責人，同時也是文理學院地球與行星科學系的副教授。他說：我們認爲，我們已經找到了地球氣候是如何被擾亂的，也許同樣重要的是，它是如何恢復的。"

一個國際地球科學家小組來到俄勒岡州東北部，那裡的大規模火山活動與 1600 萬年前的氣候變暖有關。 在研究中，科學家們將目光鎖定在瓦洛瓦山脈（Wallowa Mountains），這裡遍佈着巨大的扁平岩漿岩埂，這些岩漿岩埂是熔岩流入裂縫並凝固後形成的。 圖片來源：本傑明-布萊克/羅格斯大學

目前，人類釋放的二氧化碳比所有活火山釋放的二氧化碳總和還要多得多，但這些新發現可以揭示，如果人類的二氧化碳排放量減少，地球氣候將如何恢復。"地球有天然的氣候控制系統--有點像家裡的恆溫器，"布萊克說。"問題是--是否存在閾值，超過這個閾值，這些氣候控制系統就會開始崩潰，使氣候更難恢復？"

幾十年來，科學家們一直對氣候記錄感到困惑不解，這些記錄顯示，在 2.52 億年前發生了所謂的二疊紀末大滅絕之後，地球大氣層未能像預期的那樣迅速恢復。 大滅絕與西伯利亞巨大的火山爆發有關。 即使在火山爆發停止後，地球的氣候也需要近 500 萬年才能穩定下來。

"這種延遲恢復的現象一直讓科學家們感到困惑。 地球的自然恆溫器在這次事件中和之後似乎都亂了套，"布萊克說。"我們注意到，在地球歷史上的其他多次大規模火山活動中似乎也出現過類似的模式，因此我們開始着手瞭解其中的原因。"

布萊克和一個由同事組成的國際團隊回溯過去，找到了這類火山區排放二氧化碳的證據，這種排放可能在大多數地表噴發結束後持續數百萬年。 他們對熔岩進行了化學分析，建立了模擬地球內部熔化的計算機模型，並將分析結果與沉積岩中保存的過去氣候記錄進行了比較。

分析結果表明，大規模的古火山帶緩慢關閉。 在地表，火山爆發可能已經停止，但在地殼和地幔深處，岩漿仍在釋放二氧化碳，導致氣候長期變暖。

布萊克說："我們把這種來自地下岩漿的二氧化碳稱爲'隱性碳'，因爲它來自潛伏在系統深處的岩漿。這就好像火山從墳墓之外釋放碳一樣。"

這項新研究的發現意義重大，因爲它們確定了在氣候突然變暖時大氣中二氧化碳的一個隱藏來源。 如果火山不斷"升溫"，這可能意味着地球的恆溫器可能比科學家想象的更有效。

"如果這是真的，那麼對於地球在人類驅動的氣候變暖之後的恢復可能是個好消息。這意味着，如果我們停止調高恆溫器，在數十萬年到數百萬年的地質時間尺度上，氣候是可以恢復的。"

布萊克強調，火山產生的隱性碳不能解釋當今的氣候變化。"我們正在研究的火山活動類型非常罕見，它能夠產生足夠的岩漿，將美國大陸覆蓋在半公里深的熔岩中。這種火山活動已經有1600萬年沒有出現過了。 今天地球上發生的所有火山活動釋放的二氧化碳還不到人類活動的百分之一。"

但科學家們仍然希望從這些過去的火山爆發中瞭解當前和未來的氣候。這些古老的火山爆發似乎是地球歷史上僅有的一些釋放碳的事件，其規模與人類今天所做的相同。因此，通過研究過去深處的這些噴發，我們可以更多地瞭解地球的氣候系統是如何對向大氣中大量釋放碳做出反應的。

這些發現只是美國國家科學基金會（National Science Foundation）資助的一項多年努力的開端，這項努力旨在研究隱性碳如何影響地球氣候發生重大破壞後的恢復。 今年夏天，研究小組前往俄勒岡州東北部，那裡的大規模火山活動與 1600 萬年前的氣候變暖有關。 科學家們把目光投向了瓦洛瓦山脈，這裡遍佈着大片平坦的岩漿堤，這些岩漿堤是熔岩流進裂縫並凝固後形成的。 由於侵蝕作用，這個被稱爲"俄勒岡阿爾卑斯山"的地區露出了這些曾經構成地球深處岩漿的岩石。

由美國國家科學基金會資助的研究小組成員，包括布萊克及其同事以及來自羅格斯大學和其他大學的研究生，爬上了海拔在 5000 到 9000 英尺之間的山峰，對巖崩邊緣的玻璃樣物質進行了取樣。 這些物質是岩漿與周圍較冷的岩石接觸後形成的。 回到實驗室後，研究人員正在玻璃質岩石中尋找古代二氧化碳和其他氣體排放的證據。

編譯自/SciTechDaily