難以置信!2億年前那場火山爆發放出10萬億噸二氧化碳

眾所周知,2億年前,那一次大規模的滅絕事件導致地球上76%的物種滅絕,包括陸地和海洋物種。這一事件被稱為三疊紀末滅絕事件,或侏羅紀三疊紀(J-T)滅絕事件。在這場滅絕發生後的當時,真各國世界經歷了許多與地球現在面臨的相同的事情,包括氣候變暖和海洋酸化,甚至科學家還發現2億年前那場空前滅絕釋放出了和今天等量的二氧化碳,到底是因為什麼呢?

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近日,一項研究表明,火山爆發的脈衝是造成這種現象的原因,這些脈衝釋放的二氧化碳量與今天人類釋放的二氧化碳量相同。

幾十年來,研究人員一直在試圖瞭解是什麼導致了J-T滅絕事件。理論上的原因包括小行星或彗星的撞擊,地球週期和過程的逐漸變化,以及火山爆發。J-T滅絕是地球歷史上五次大規模滅絕之一,關於其原因的科學辯論一直在科學界流傳。

原因:火山爆發

雖然有一些證據支持上述每一個原因,但火山爆發的證據正變得越來越清晰。在一篇新的論文中,一組研究人員將矛頭指向了現在大西洋的大規模火山爆發。艾莉茲意大利帕多洛大學的曼弗雷多·卡普里奧洛起草了關於“中大西洋岩漿區三疊紀末期的深層二氧化碳”的研究

卡普里奧洛認為,大西洋中部岩漿區爆發速度很快,對氣候和生物圈都有潛在的災難性影響。尤其是其中的大火成岩省,大火成岩省是巨大的火成岩和熔岩流區域,它們來自於從地殼上升的岩漿。特別是,研究小組把重點放在了大西洋中部岩漿區(CAMP),大西洋中部岩漿區是地球上最大的大陸邊緣。

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這張圖顯示中大西洋岩漿區(CAMP)大型殘餘元素位置的泛大陸地圖。

在J-T滅絕的時候,地球的陸地是一個巨大的大陸,叫做泛大陸。大西洋中部岩漿區大致在盤古大陸的中心,其中一些遺留元素今天仍然可見。大火成岩省的火山爆發與顯生宙時期的大規模滅絕相吻合。顯生宙始於5.4億年前,現在是這個時代。這是地球上有豐富生命的時代。

因為爆發和滅絕是同時發生的,所以它其實間接向我們展示了一種因果關係。為了研究這種關係,科學家們研究了這些噴發過程中擠壓到地表的岩石的性質和時間。並且為了充分理解這種關係,我們有必要限制脫氣岩漿揮發分的數量和類型,並確定其來源的深度和噴發的時間。

隨後科學家觀察了營地中200多個玄武岩熔岩流和岩床樣品。因為噴發過程中釋放的大量化學物質會對環境和氣候造成嚴重破壞。它們包括一氧化碳、二氧化碳、甲烷、二氧化硫、硫化氫、鹽酸和三氯甲烷,而科學家團隊主要關注二氧化碳。

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黑色符號表示研究樣本的來源:三角形代表葡萄牙,圓圈代表摩洛哥,正方形代表美國新澤西,鑽石代表加拿大新斯科舍省。

他們的研究結果表明,大西洋中部岩漿區產生了高達10萬億噸的二氧化碳,其中一部分來自中下地殼和地幔。二氧化碳的來源很重要,因為它表明火山爆發非常迅速,而且是災難性的。研究人員說,這些噴發像是明顯的二氧化碳“脈衝”。因為這些脈衝是如此之快,它們壓倒了地球重新吸收它的能力。“營地爆發速度很快,對氣候和生物圈都有潛在的災難性影響。”

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營地內熔融包裹體的地下結構和過程複雜。一些揮發物從不同深度的岩石中逸出,而這究竟是如何工作的,還存在一些不確定性。黑色虛線箭頭指示了CAMP岩漿中碳的潛在來源:地幔、深部地殼和CAMP岩床侵入的古生代或三疊紀沉積盆地。這些噴發的脈衝性質使它們特別具有破壞性。這些脈衝是由地球“經殼岩漿管道系統”中的二氧化碳和元素碳氣泡引起的。這些含二氧化碳的氣泡就像一批上升的揮發物,在其運動前不久和噴發前都會被困在結晶糊狀物---岩漿中!

也就是說岩漿中充滿了二氧化碳,這個發現可以解釋CAMP的脈衝式噴發方式,二氧化碳作為岩漿上升的推動力,導致快速劇烈的噴發脈衝。而玄武岩中高濃度的二氧化碳導致岩漿上升到地表5公里以上,以及像噴泉一樣噴發。這些噴發產生的二氧化碳量大致相當於21世紀人類釋放到大氣中的二氧化碳量。事實上,一個短暫的營地岩漿脈衝可能會釋放出5×10的16次方摩爾的二氧化碳量,大致相當於21世紀人類預計排放的總量。

結論

真的令人難以置信,我們已經釋放出與數億年前一次巨大的火山脈衝所釋放出的二氧化碳一樣多的二氧化碳。這種二氧化碳快速排放的情況預示著全球氣溫將上升約2攝氏度。溫度升高,海洋pH值下降約0.15個單位/ 0.1個基耳,這表明,在二氧化碳排放的驅動下,三疊紀末的氣候和環境變化可能與預測的近期變化相似。

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那些不相信人類造成的氣候變化背後的科學原理的人往往認為火山才是真正的罪魁禍首。地球在岩石中儲存了大量的碳,遠遠超過海洋或大氣中的碳含量。雖然有些二氧化碳是通過火山排放到大氣中的,但在我們這個時代,火山排放的二氧化碳與人類排放相比微不足道。

正是我們的排放推動了全球氣候變化,地球可能已經不堪重負,人類是時候清醒了!



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