总汇

数亿年来,地球的气候一直保持稳定,但有一些值得注意的例外 - 比如80和5000万年前的冰河时代,在此期间,地球的温度和二氧化碳水平急剧下降

关于为什么会发生这些事件的理论已经有很多,但是现在麻省理工学院的地质学家已经发现了一个发现,它为冰河时代如何开始提供了一个引人入胜的新旋转 - 它涉及大陆碰撞

根据他们的研究,可以在美国国家科学院院刊上找到,大规模的构造碰撞在赤道附近的每个冰河时期之前震动地球 - 一个热带地区,由于大雨等环境条件,岩石经历了严重的风化

当这些岩石发生这种风化时,大气中会吸收大量的二氧化碳,使行星快速冷却

“每个人都同意,在数亿年的地质时间尺度上,构造控制气候,但我们不知道如何将其连接起来,”麻省理工学院地球,大气和行星科学(EAPS)副教授Oliver Jagoutz说

在一份声明中

“我认为我们是第一个真正将大规模构造事件与气候变化联系起来的人

”据研究人员称,导致第一个冰河时代的行动开始于大约9亿年前,当时东北边缘非洲构造板块与新特提斯海洋中的海洋构造板块相撞,形成了一连串的火山

1000万年后,随着非洲大陆继续向北移动,海洋板块被推向更远的非洲板块 - 这两块板块都向大气中暴露了大量的海洋岩石,同时终止了火山

与此同时,第二个冰河时代之前是大约5000万年前印度与欧亚大陆的碰撞 - 这一事件也将海洋板块推上了一个大陆(在这种情况下是欧亚大陆),并将岩石暴露在大气中

这两次碰撞都发生在热带会聚区,这是一个围绕地球赤道的区域,在那里,信风汇集在一起​​产生高温和强降雨

此外,暴露在海洋岩石类型的玄武岩和超镁铁岩的种类属于岩石类别,在暴露于高温和降雨时会经历硅酸盐风化

硅酸盐风化是这些岩石在这种气候中发生化学反应的过程,使岩石从大气中吸收二氧化碳

很自然地,该团队假设大约80和5000万年前大量海洋岩石的突然暴露导致同样大量的二氧化碳被从大气中移除 - 从而使地球陷入冰河时代

他们还认为,这些碰撞掩埋了火山,这些火山一直在向大气中添加二氧化碳,从而关闭了大气温室气体的主要贡献者

为了测试这个想法,研究人员检查了不同种类岩石的风化速率,包括花岗岩和玄武岩

通过将这些速率应用于估算两个单独碰撞中暴露于空气中的海洋岩石的模型,并通过计算这些岩石可以吸收多少二氧化碳,他们能够计算出这些时间段内大气碳的变化

事实证明,二氧化碳的水平在碰撞发生的确切时间下降,海洋的温度也随之下降 - 随着时间的推移,随着构造板块继续一起撞击,暴露出越来越多的海洋岩石

现代模拟或许最有趣的是,今天同样的事件正在发生 - 只是规模小得多

据Jagoutz说,澳大利亚板块正在与爪哇附近的海洋板块碰撞并抬起,这已成为一个“巨大的碳汇”

“大自然告诉我们的是,如果你把很多这些岩石放在热带地区,那里每天都很热,闷热,潮湿和下雨,你也会有通过构造不断去除土壤的作用,从而露出新鲜的岩石,那么你有一个很好的触发冰河时代,“Jagoutz说

“但问题是,这是否是一种适用于与我们相关的时间尺度的机制

” - 图片来源:Thinkstock