氣候環境科普:板塊減緩活動催生地球冰原
發布時間:2021-01-06
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氣候環境科普:板塊減緩活動催生地球冰原

在全球的海溝中,古老的海洋地殼板塊正緩慢地向地幔俯衝(chong) ,而新的板塊在大洋中脊上形成,岩漿則從(cong) 分離的構造板塊間湧出。不過,這一“發動機”有時並不穩定。

在美國地球物理學會(hui) 近日舉(ju) 行的一次線上會(hui) 議中,布朗大學地球物理學家Colleen Dalton提出,從(cong) 1500萬(wan) 年前的中新世晚期開始,洋殼產(chan) 生量在1000萬(wan) 年內(nei) 下降了1/3,速度很慢,這一緩慢速度一直持續至今。“這是一個(ge) 全球現象。”

未參與(yu) 相關(guan) 研究的挪威奧斯陸大學地幔動力學家Clint Conrad說,在地球的16個(ge) 洋脊中,有15個(ge) 的地殼形成放緩或保持穩定。

“它對氣候的影響可能是明顯的。”Conrad說,“如果短時間內(nei) 大幅減緩板塊構造運動,那麽(me) 火山活動釋放的二氧化碳就會(hui) 少很多。”

這種減緩與(yu) 中新世晚期氣溫下降10℃相對應,當時的冰原在中斷生長很長一段時間後開始在南極洲形成。

海底擴張會(hui) 被大洋底的磁區捕捉到。地球磁場每100萬(wan) 年就會(hui) 翻轉,而這種逆轉會(hui) 凍結在洋中脊形成的岩石中。

大西洋和印度洋的海脊擴張緩慢,這意味著考察船隻能以大約1000萬(wan) 年的時間分辨率進行測繪。不過,威斯康星大學地球物理學家Charles DeMets和俄羅斯聖彼得堡國立大學的Sergey Merkuryev,利用裝載了磁力儀(yi) 的俄羅斯軍(jun) 艦提供的數據,將海洋盆地的分辨率提高到100萬(wan) 年。

“事實證明,在很多我們(men) 不知道的地方,隱藏著令人驚訝的信號。”DeMets說。

Dalton和同事則補充了太平洋的高分辨率記錄,為(wei) 這幅圖片增添了新內(nei) 容——太平洋海底擴張得更快、更複雜。

在全球視野下,這種減速立即變得明顯起來。DeMets說,減速出現了兩(liang) 次:第一次在1300萬(wan) 年前到1200萬(wan) 年前的太平洋,第二次在700萬(wan) 年前的大西洋和印度洋。

同時,研究小組發現,大氣中二氧化碳的下降似乎可以解釋當時全球變冷的原因。但Dalton說還有其他的解釋。例如,古代的火山岩從(cong) 海洋中升起,在印度尼西亞(ya) 這樣的地方形成了新的山峰,並開始吸收更多的二氧化碳。

加州大學伯克利分校古地理學家Nicholas Swanson-Hysell說,這兩(liang) 種機製都可以解釋二氧化碳的下降,可哪一個(ge) 更重要仍是謎題。

除了降低二氧化碳,地殼運動的減速還會(hui) 改變地球表麵的形狀。當海底火山活動減少,大洋中脊就會(hui) 變小,從(cong) 而增加海洋容量——據Dalton計算,海平麵會(hui) 下降22米,露出大片新陸地。

當火山停止活動後,地球自身釋放內(nei) 部熱量的效率會(hui) 降低5%,損失約1.5太瓦的輸出能量,大約相當於(yu) 1500座核電站的發電量。這不會(hui) 對大氣溫度造成太大的影響,但Dalton認為(wei) ,它讓人們(men) 對地球各個(ge) 時代都有恒定熱量損失的假設產(chan) 生了疑問。

在英國牛津大學地球物理學家Karin Sigloch看來,盡管有很多信息需要梳理,但很明顯,從(cong) 相對較短的地質時期來看,板塊構造運動中沒有什麽(me) 是恒定的。“變化總是可以預料到的。”板塊斷裂、海底岩漿的突然噴發……所有變化都產(chan) 生了巨大的氣候影響。

作者:文樂(le) 樂(le)


本文來自:中國科學報



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