古代碳排放的影响表明了未来气候的可能情景

大约 5600 万年前，可能由火山活动引发的大量温室气体释放导致了一段被称为古新世-始新世热最大值 (PETM) 的极端全球变暖时期。一项新的研究现在证实，PETM之前发生了较小的变暖和海洋酸化事件，这是由较短的碳排放爆发引起的。

3 月 16 日发表在《科学进展》杂志上的新发现表明，在这一前兆事件期间释放到大气中的碳量与当前燃烧化石燃料和其他人类活动产生的累积碳排放量大致相同。因此，短暂的前兆事件代表了如果可以迅速关闭当前的排放可能会发生什么，而更极端的 PETM 全球变暖显示了继续以当前速度向大气释放碳的后果。

“这是一个短暂的碳排放，相当于我们已经从人为排放中释放的碳，”共同作者、地球和行星科学教授、加州大学圣克鲁斯分校海洋健康主席艾达·本森·林恩 (Ida Benson Lynn) 说。“如果我们今天关闭排放，这些碳最终会混入深海，它的信号就会消失，因为深海水库是如此巨大。”

这个过程需要数百年——以人类的标准来看是很长的时间，但与地球气候系统从更极端的 PETM 中恢复所需的数万年相比却很短。

新发现基于对沉积在大西洋沿岸浅水区的海洋沉积物的分析，这些沉积物现在是大西洋沿岸平原的一部分。在 PETM 期间，海平面较高，马里兰州、特拉华州和新泽西州的大部分地区都在水下。地质调查局(USGS)已经从该地区钻取了研究人员用于研究的沉积物岩心。

PETM 在海洋沉积物中的标志是碳同位素组成的重大变化以及由于海洋从大气中吸收大量二氧化碳而导致海洋化学发生巨大变化的其他证据。海洋沉积物包含生活在海洋地表水中的称为有孔虫的微小海洋生物的微观外壳。这些贝壳的化学成分记录了它们形成的环境条件，并揭示了地表水温升高和海洋酸化的证据。

第一作者 Tali Babila 作为博士后研究员开始了这项研究，与加州大学圣克鲁斯分校的 Zachos 合作，现在在英国南安普敦大学 南安普敦开发的新型分析方法使研究人员能够分析个体有孔虫的硼同位素组成，以重建详细的海洋酸化记录。这是他们用来重建前兆事件和主要 PETM 期间环境变化的一套地球化学分析的一部分。

“以前，硼同位素测量需要数千个有孔虫化石壳。现在我们能够分析只有一粒沙子大小的单个壳，”巴比拉说。

质谱仪用于分析激光烧蚀后的样品。学分：塔利巴比拉

先前已在怀俄明州大角盆地和其他一些地点的部分沉积物中发现了前兆变暖事件的证据。然而，这是否是一个全球信号仍不清楚，因为深海沉积物岩芯中不存在这种信号。Zachos 说这是有道理的，因为深海的沉积速度很慢，而且由于底栖海洋生物混合沉积物，来自短暂事件的信号会丢失。

“看到信号的最大希望是在沉积率较高的浅海盆地，”他说。“问题在于沉积是偶发的，侵蚀更可能发生。因此捕获它的可能性不高。”

地质勘探局和其他机构在大西洋沿岸平原钻探了大量沉积岩芯(或部分)。研究人员发现，PETM 存在于所有这些部分中，其中一些部分还捕捉到了前兆事件。马里兰州的两个部分(南多佛桥和剑桥-多佛机场)是新研究的重点。

“这里我们有完整的信号，其他几个地方捕捉到了部分信号。我们相信这与他们在比格霍恩盆地发现的事件相同，”扎乔斯说。

根据他们的分析，研究小组得出结论，马里兰州部分的前兆信号代表了一个可能持续了几个世纪或最多几千年的全球事件。

这两个碳脉冲——​​短暂的前体和驱动 PETM 的更大、更长时间的碳排放——导致地球碳循环和气候系统恢复的机制和时间尺度截然不同。在前兆事件期间被地表水吸收的碳在一千年左右的时间内混入了深海。然而，PETM 期间的碳排放超过了海洋的缓冲能力，而多余碳的去除依赖于慢得多的过程，例如数万年来硅酸盐岩石的风化。

Zachos 指出，当今地球的气候系统与古新世时期的气候系统之间存在重要差异——尤其是当今极地冰盖的存在，这增加了气候对温室变暖的敏感性。

除了 Babila 和 Zachos，该论文的合著者还包括南安普顿大学的 Gavin Foster 和 Christopher Standish;犹他州立大学的唐纳德·彭曼;比利时鲁汶大学的 Monika Doubrawa、Robert Speijer 和 Peter Stassen;宾夕法尼亚州立大学的 Timothy Bralower;USGS 的 Marci Robinson 和 Jean Self-Trail。

　　免责声明：本文由用户上传，与本网站立场无关。财经信息仅供读者参考，并不构成投资建议。投资者据此操作，风险自担。 如有侵权请联系删除！