地球历史上不时有长时间的降温。在大约250万年前的最后一次冰河时代开始之前,气温已经下降超过一千万年。那时北半球上覆盖着巨大的冰块和冰川。二十多年来一直普遍存在的地球科学范式解释了这种降温形成了大山脉,如安第斯山脉,喜马拉雅山脉和阿尔卑斯山脉。因此,范式表明,已经发生了更多的岩石风化。这反过来又从大气中去除了更多的二氧化碳(CO 2),从而减少了“温室效应”并且大气降温。这个和其他过程最终导致了“冰河时代”。

在一项新的研究中,来自苏黎世联邦理工学院的杰里米·卡夫斯 - 鲁根斯坦,斯坦福大学的丹伊巴拉和波茨坦的GFZ德国地球科学研究中心的弗里德海姆·冯·布兰肯堡表明,这种模式不能得到维护。根据该文件,风化在所考虑的时期内是不变的。相反,陆地表面的增加的“反应性”,导致了CO降低2在大气中,从而冷却地球。研究人员在“ 自然 ”杂志上发表了研究结果。

同位素分析后的第二眼

岩石风化过程,特别是碳酸岩石的化学风化,已经控制了地球的气候数十亿年。碳酸由CO产生2,当它在雨水溶解。风化从而消除CO 2从地球大气,精确的范围内,火山气体供给的气氛与它。已经得到了广泛的范式迄今指出,在过去15亿年形成的大山范围,侵蚀过程增加了-和他们也将CO 2 -结合岩石风化。事实上,在海洋沉积物地球化学测量表明,CO的比例2的气氛在这个阶段强烈下降。

“然而,这个假设有很大的优势,”GFZ的Friedhelm von Blanckenburg解释道。“如果气氛实际上已经失去了尽可能多的CO 2,通过侵蚀产生的风化会造成,它几乎不会有任何的CO 2后不到一万年前离开了。所有的水将不得不变为冰和生活将不得不生存困难。但事实并非如此。“

这些疑点是合理的,冯·布兰肯堡和他的同事简·威伦布林在2010年的一项研究中已经证明了这一点,同样也出现在自然界。“我们使用了地球大气层中宇宙辐射产生的稀有同位素铍-10的测量结果,以及它与海洋沉积物中稳定同位素铍-9的比值,表明地表的风化根本没有增加,”Friedhelm说。冯布兰肯堡。

土地表面变得更“反应”

在现在发表的研究中,Caves-Rugenstein,Ibarra和von Blanckenburg还使用了海洋沉积物中锂元素的稳定同位素数据作为风化过程的指标。他们想弄清楚如何,尽管不断岩石风化,CO量2在大气中会有所减少。他们将数据输入到全球碳循环的计算机模型中。

实际上,该模型的结果表明,陆地表面天气的潜力已经增加,但风速却没有增加。研究人员称这可能会抵御地表的“反应性”。“反应性描述了化学化合物或元素参与反应的容易程度,”Friedhelm von Blanckenburg解释道。如果在表面上有多个非风化,因此更具反应性的岩石,这些可以在总很少CO反应那样广泛化学2在大气中是已经严重风化岩石将与大量CO的做2。因此可以在不增加风化速度的情况下解释负责冷却的大气中CO 2的减少。

“然而,需要一个地质过程来恢复地表,使其更具'反应性',”Friedhelm von Blanckenburg说道,“这不一定是大山的形成。同样,构造裂缝,小幅增加侵蚀或其他类型岩石的暴露可能导致更多具有风化潜力的材料在地表显示。无论如何,我们的新假设必须引发关于在最后一个冰河时代之前的冷却的地质重新思考。