研究发现远古火山在其活动停止很久之后仍在继续释放二氧化碳

地球科学家发现，古代火山在其活跃期之后的数百万年里一直在排放二氧化碳，这在很大程度上导致了历史上的全球变暖事件。这一发现为了解地球气候如何对长期碳排放做出反应提供了新的视角，并表明如果人类造成的排放得到遏制，气候有可能恢复。

由罗格斯大学-新不伦瑞克分校的火山学家领导的一个国际地球科学家小组发现，古代火山在其喷发结束后的很长时间内仍在继续从地球深处向大气层释放二氧化碳--这与之前的科学认识相反。

这一发现有助于解开地球气候历史关键时刻长期变暖的原因这一长期之谜。 这一发现发表在今天（10月30日）出版的最新一期《Nature Geoscience》上。

本杰明-布莱克（Benjamin Black）是这项研究的负责人，同时也是文理学院地球与行星科学系的副教授。他说：我们认为，我们已经找到了地球气候是如何被扰乱的，也许同样重要的是，它是如何恢复的。"

一个国际地球科学家小组来到俄勒冈州东北部，那里的大规模火山活动与 1600 万年前的气候变暖有关。 在研究中，科学家们将目光锁定在瓦洛瓦山脉（Wallowa Mountains），这里遍布着巨大的扁平岩浆岩埂，这些岩浆岩埂是熔岩流入裂缝并凝固后形成的。 图片来源：本杰明-布莱克/罗格斯大学

目前，人类释放的二氧化碳比所有活火山释放的二氧化碳总和还要多得多，但这些新发现可以揭示，如果人类的二氧化碳排放量减少，地球气候将如何恢复。"地球有天然的气候控制系统--有点像家里的恒温器，"布莱克说。"问题是--是否存在阈值，超过这个阈值，这些气候控制系统就会开始崩溃，使气候更难恢复？"

几十年来，科学家们一直对气候记录感到困惑不解，这些记录显示，在 2.52 亿年前发生了所谓的二叠纪末大灭绝之后，地球大气层未能像预期的那样迅速恢复。 大灭绝与西伯利亚巨大的火山爆发有关。 即使在火山爆发停止后，地球的气候也需要近 500 万年才能稳定下来。

"这种延迟恢复的现象一直让科学家们感到困惑。 地球的自然恒温器在这次事件中和之后似乎都乱了套，"布莱克说。"我们注意到，在地球历史上的其他多次大规模火山活动中似乎也出现过类似的模式，因此我们开始着手了解其中的原因。"

布莱克和一个由同事组成的国际团队回溯过去，找到了这类火山区排放二氧化碳的证据，这种排放可能在大多数地表喷发结束后持续数百万年。 他们对熔岩进行了化学分析，建立了模拟地球内部熔化的计算机模型，并将分析结果与沉积岩中保存的过去气候记录进行了比较。

分析结果表明，大规模的古火山带缓慢关闭。 在地表，火山爆发可能已经停止，但在地壳和地幔深处，岩浆仍在释放二氧化碳，导致气候长期变暖。

布莱克说："我们把这种来自地下岩浆的二氧化碳称为'隐性碳'，因为它来自潜伏在系统深处的岩浆。这就好像火山从坟墓之外释放碳一样。"

这项新研究的发现意义重大，因为它们确定了在气候突然变暖时大气中二氧化碳的一个隐藏来源。 如果火山不断"升温"，这可能意味着地球的恒温器可能比科学家想象的更有效。

"如果这是真的，那么对于地球在人类驱动的气候变暖之后的恢复可能是个好消息。这意味着，如果我们停止调高恒温器，在数十万年到数百万年的地质时间尺度上，气候是可以恢复的。"

布莱克强调，火山产生的隐性碳不能解释当今的气候变化。"我们正在研究的火山活动类型非常罕见，它能够产生足够的岩浆，将美国大陆覆盖在半公里深的熔岩中。这种火山活动已经有1600万年没有出现过了。 今天地球上发生的所有火山活动释放的二氧化碳还不到人类活动的百分之一。"

但科学家们仍然希望从这些过去的火山爆发中了解当前和未来的气候。这些古老的火山爆发似乎是地球历史上仅有的一些释放碳的事件，其规模与人类今天所做的相同。因此，通过研究过去深处的这些喷发，我们可以更多地了解地球的气候系统是如何对向大气中大量释放碳做出反应的。

这些发现只是美国国家科学基金会（National Science Foundation）资助的一项多年努力的开端，这项努力旨在研究隐性碳如何影响地球气候发生重大破坏后的恢复。 今年夏天，研究小组前往俄勒冈州东北部，那里的大规模火山活动与 1600 万年前的气候变暖有关。 科学家们把目光投向了瓦洛瓦山脉，这里遍布着大片平坦的岩浆堤，这些岩浆堤是熔岩流进裂缝并凝固后形成的。 由于侵蚀作用，这个被称为"俄勒冈阿尔卑斯山"的地区露出了这些曾经构成地球深处岩浆的岩石。

由美国国家科学基金会资助的研究小组成员，包括布莱克及其同事以及来自罗格斯大学和其他大学的研究生，爬上了海拔在 5000 到 9000 英尺之间的山峰，对岩崩边缘的玻璃样物质进行了取样。 这些物质是岩浆与周围较冷的岩石接触后形成的。 回到实验室后，研究人员正在玻璃质岩石中寻找古代二氧化碳和其他气体排放的证据。

编译自/SciTechDaily