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海底氣體可能使地球過熱

文章作者:www.utbltn.icu發布時間:2019-10-06瀏覽次數:1385

根據新研究,世界海洋可能給全球變暖帶來不愉快的意外。這項新的研究表明,在史前時代,海底水庫中捕獲的天然碳氣是如何逃逸到地球的。

科學家們說,數千年前從海底開始的事件摧毀了地球的大氣層并融化了冰河時代。這些新發現挑戰了一個長期模型,其中海水在冰川循環期間分別控制大氣中的二氧化碳。相反,該研究表明,地質過程可以極大地破壞碳循環并導致全球變化。

對于今天的世界,調查結果可能預示著一個不祥的發展。研究表明,海洋溫度升高后,海床碳庫將溫室氣體排放到大氣中。今天,由于人為引起的全球變暖,海洋再次升溫。

如果海底碳庫再次中斷,它們將釋放出巨大的新溫室氣體來源,加劇氣候變化。到本世紀末,海洋的溫度上升正在達到這個臨界點。例如,臺灣附近西太平洋下面的一個大型碳庫已經處于不穩定的幾度之內。

此外,這種現象在氣候模型預測中是一個無法解釋的威脅。最近發現了海底二氧化碳儲層,它們的特征和歷史才剛剛開始被了解。

該研究結果來自南加州大學領導的國際地球科學家團隊于1月份發表在環境研究快報上的一篇新研究論文。

“我們用過去作為預測未來的一種方式,”南加州大學多恩菲爾德藝術與科學學院地球科學教授洛厄爾斯托特說。 “我們知道海底有很多碳氣藏。我們知道,在更新世期間它們被摧毀時,它們會使地球變暖。

“我們必須知道這些碳庫是否會再次變得不穩定。這是我們需要考慮的外卡,”斯托特說。

問題是大量的二氧化碳和甲烷在水下積聚并分散在海底。它們形成火山活動,釋放熱量和氣體,并可凝結成液體和固體水合物。這些化合物粘在冷泥上并關閉水庫。

除非受到干擾,否則這些海底碳儲量基本保持不變,但新的研究表明,天然儲層容易受到海洋變暖的影響,地球氣候受到地質碳快速釋放的影響。

科學家說它發生在遙遠的過去,當地球變暖時,它發生在最近 - 大約一年前,在更新世冰川游行和撤退期間,這是新研究的焦點。基于基于冰芯,海洋和大陸記錄的大氣溫室氣體濃度的變化,變暖是明顯的。

但那是怎么發生的?首先,是什么迫使這種戲劇性的變化? 40年來,科學家一直在尋找這個答案,重點是海洋,因為它們是巨大的碳匯,在二氧化碳變化中發揮著核心作用。

他們很快意識到,向海洋調節碳的過程太慢,無法解釋大氣溫室氣體的激增,從而導致冰河時代的結束。因此,世界各地的科學家開始研究地球熱液系統的作用及其對深海碳的影響,以了解它如何影響大氣。

南加州大學,澳大利亞國立大學和瑞典隆德大學的科學家們的新研究重點是距離厄瓜多爾海岸數百英里的東赤道太平洋(EEP)。 EEP是海洋將碳排放到大氣中的主要管道。

科學家報告證據表明,在最后一個冰河時代結束時,深海熱液系統將溫室氣體釋放到海洋和大氣中,就像海洋開始變暖一樣。他們測量了古代海洋沉積物中熱液金屬沉積的增加。他們將冰川間距與大氣二氧化碳的變化和海洋微生物年齡的差異聯系起來。他們發現原生動物(有孔蟲)殼中的鋅增加了四倍,這是廣泛的熱液活動的標志。

研究表明,新數據表明,EEP中存在大量天然存在的碳,這有助于冰河時代末期地球溫度的急劇變化。

在世界其他地區,正在發現越來越多的深海碳庫。它們大多數發生在熱液噴口附近,到目前為止已經確定了分數,特別是在太平洋,大西洋和印度洋。它們發生在地殼擴散或碰撞的地方,為深海二氧化碳儲層的形成創造了理想的條件。只有大約三分之一的海洋火山區被調查過。

在隨附的視頻中,發現一個這樣的潛艇二氧化碳儲存庫距離臺灣海岸約4,000英尺深。在沖繩海岸,愛琴海,加利福尼亞灣和加拿大西海岸附近發現了類似的碳氣藏。

斯托特說:“我們面臨的最大挑戰是我們不估計這些產品的規模,或者哪些產品特別容易受到不穩定的影響。” “這是需要確定的事情。”

在許多情況下,碳儲存器通過其水合物瓶蓋裝瓶。但這些封面對溫度變化很敏感。隨著海洋變暖,蓋子可以融化,紙張警告的發展將導致氣候變化的雙重影響 - 除了人造溫室氣體外,還是地質碳的新來源。

海洋吸收了地球大氣中幾乎所有的額外能量,因此近幾十年來它們一直在迅速變暖。其他研究表明,在過去的四分之一世紀中,地球的海洋每年產生的熱量比科學家預期的多60%。在整個海洋柱中,過去50年來海洋熱量有所增加。根據目前的排放率,聯邦政府的氣候科學特別報告預測,到本世紀末,全球平均海面溫度將上升5華氏度。斯托特說,整個海洋的溫度升高最終可能會破壞地質水合物儲層的穩定性。

“上一次,氣候變化是如此之大,以至于冰河時代結束。一旦地質過程開始,我們就無法將其關閉,”斯托特說。

此外,在遙遠的過去發生了其他類似的事件,以幫助一遍又一遍地塑造地球的環境。在早期的研究中,斯托特發現了5500萬年前發生的大量碳異常。它破壞了海洋的化學反應,導致海洋碳酸鹽的大量溶解和許多海洋生物的滅絕。海洋變化伴隨著全球氣溫的迅速上升。這一事件被稱為古新世 - 始新世最大熱量(PETM),持續時間不到2萬年,在此期間大量的碳被釋放到大氣中,地球的溫度比現在高出約8攝氏度。

“直到最近,我們還不知道這些事件發生了.PETM事件很好地模擬了當海底碳通過一列水逃逸到大氣中時會發生什么。現在我們知道PETM事件不是一個獨特的事件,最近發生了這種情況,“斯托特說。

該研究提出了一些警告。大部分海床尚未開發,因此科學家們并不了解二氧化碳儲層的全部范圍。這些地質資源沒有溫室氣體清單。海洋變暖不均勻,因此很難預測海底碳儲層何時何地受到影響。需要更多的研究來回答這些問題。

然而,該研究表明,海底碳儲層易受海洋變暖的影響。

根據該研究,“這些地質碳儲量未明確納入當前的海洋碳預算”,并用于模擬氣候變化的影響。然而,“即使只有一小部分非采樣熱液系統含有單獨的氣體或液態二氧化碳階段,它也會顯著改變全球海洋碳預算。”

斯托特說:“海洋中液態,水合態和氣態二氧化碳積聚的發現尚未得到解釋,因為我們最近才知道這些儲層存在,我們不知道它們在很大程度上影響了全球變化。

“這項研究表明,我們錯過了海洋碳預算的關鍵組成部分。它表明這些地質儲層可以從海洋中釋放出大量的碳。我們的論文表明這個過程之前已經發生過,可能會再次發生“。

研究的作者是南加州大學的Lowell Stott,澳大利亞國立大學的Kathleen M. Harazin和瑞典隆德大學的Nadine B. Quintana Krupinski。美國為該研究提供的資金來自國家科學基金會的海洋地質和地球物理學資助()。

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