古代海洋化石终于揭开了长期的气候难题

卡迪夫大学的科学家在1400万年前的全球变暖的最后一个已知时期，揭示了地球的气候行为。

在此期间，被称为中新世中期最佳气候，全球温度比今天的平均温度高3至4度，与2100年的估计值相似。各大洲的位置与今天相似，海洋随着生活而蓬勃发展。

这个时期发生在15到1700万年前，数十年来一直困扰着地质学家，他们试图解释造成全球变暖的最初原因以及后来地球上存在的环境条件。

众所周知，这一全球变暖时期伴随着大规模的火山喷发，这些喷发覆盖了美国近代大部分的西北太平洋地区，称为哥伦比亚河洪水玄武岩。

大约在同一时间，由于埋藏了富含碳的海洋生物，在加利福尼亚的海岸线上形成了一个重要的石油富集层，称为蒙特里组。

直到现在，科学家们仍在努力拼凑难题，并提出了关于温暖的起源以及火山喷发与增加的碳埋藏量之间的联系的可行解释。

这项研究的高级科学家，卡迪夫大学地球与海洋科学学院的教授嘉莉·李尔（Carrie Lear）说：“我们的星球以前很温暖。我们可以使用古代化石来帮助了解这些时期的气候系统。”

在2020年1月9日发表在《自然通讯》杂志上的研究中，研究小组使用了从太平洋，大西洋和印度洋的长沉积岩心中提取的海洋化石的化学成分来指纹识别海水的温度和碳含量古代生物曾经在中新世中期气候最佳时期生活过。

他们的结果表明，哥伦比亚河洪水玄武岩的大规模火山喷发将CO2释放到大气中，并导致海洋pH值下降。由于全球温度升高，海平面也上升，淹没了大片大陆。

这创造了理想的条件，可以在数万年的时间里从海洋生物在沉积物中的积累中掩埋大量的碳，并将火山碳从大气中转移到海洋中。

“增加的海洋生产力和碳埋藏帮助从火山中去除了一些二氧化碳，并起到了消极的作用，减轻了与火山喷发的二氧化碳有关的一些（但不是全部）气候影响，”该论文的主要作者说。研究来自加的夫大学地球与海洋科学学院的Sindia Sosdian博士。

在整个地球历史上，过去的大量火山活动都与大规模灭绝和海洋中广泛的氧气耗竭有关；但是，在中新世中期气候中没有发生这种情况。

该研究的合著者来自南安普敦大学海洋与地球科学学院的塔利·巴比拉（Tali Babila）博士补充说：“在中新世最佳气候期间，海洋和气候的响应与地质记录中的其他大规模火山喷发非常相似。”但是，南极冰盖的存在和相对缓慢的碳释放使这次事件期间环境变化的幅度以及对海洋生物的相关影响降到了最低。

Sosdian博士继续说：“由于我们的发现，我们现在对1400万年前的情况有了非常清晰的了解，这将改变科学家看待这一全球变暖时期的方式。”

“我们知道我们当前的气候变暖要比中新世气候最优化快，因此我们将无法依靠这些缓慢的自然反馈来抵消全球变暖。但是这项研究仍然很重要，因为它可以帮助我们了解地球处于温暖模式时的工作方式。”

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参考：S. M. Sosdian，T。L. Babila，R。Greenop，G。L. Foster和C. H. Lear于2020年1月9日在《自然通讯》上发表的“中新世中期的碳储量：对蒙特里事件的新解释”。
10.1038 / s41467-019-13792-0

这项合作研究涉及英国的卡迪夫大学，英国的南安普敦大学和英国的圣安德鲁斯大学，并且是由美国国家环境研究委员会（NERC）资助的研究项目的一部分。