如果海底碳库再次被打乱

 生命科学     |      2020-02-04 14:37

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基于新的研究表明,世界海洋可能会给全球变暖带来令人不快的惊喜,这项新研究表明,在海底的水库中捕获的天然存在的碳气是如何在史前时逃逸到地球上的。

科学家说,数千年前从海底开始的事件破坏了地球的大气层,使冰河时代融化。这些新发现挑战了一个长期的模式,即海洋水在冰川循环期间单独控制大气中的二氧化碳。相反,该研究表明,地质过程可以极大地扰乱碳循环并导致全球变化。

对于今天的世界,调查结果可能预示着一个不祥的发展。研究显示,海洋温度升高后,海底碳库将温室气体释放到大气中,今天由于人为造成的全球变暖,海洋再次升温。

如果海底碳库再次被打乱,它们将释放出巨大的新温室气体来源,加剧了气候变化。到本世纪末,海洋的温度升高正在达到这个临界点。例如,台湾附近西太平洋下面的一个大型碳库已经在不稳定的几摄氏度之内。

此外,这种现象在气候模型预测中是一个无法解释的威胁。海底二氧化碳储层是最近发现的,它们的特征和历史才刚刚开始被了解。

这些研究结果来自一份由南加州大学领导的国际地球科学家团队制作的新研究论文,并于1月份发表在环境研究快报上。

我们用过去作为预测未来的一种方式,南加州大学多恩菲斯文学,艺术与科学学院地球科学教授,该研究的主要作者洛厄尔斯托特说。我们知道海底有大量的碳气藏。我们知道它们在更新世期间被破坏时会使地球变暖。

我们必须知道这些碳库是否会再次变得不稳定。这是我们需要考虑的外卡,斯托特说。

问题是大量的二氧化碳和甲烷在水下积聚并分散在海底。它们形成火山活动,释放热量和气体,可以凝结成液体和固体水合物,这些化合物粘在冰冷的泥浆中,封闭储层。

这些海底碳储层基本上保持不变,除非受到干扰,但新的研究表明,天然水库在变暖的海洋中易受影响,并证明地球气候受到地质碳快速释放的影响。

科学家们说它发生在遥远的过去,当地球变得更加温暖时,它发生在最近 - 大约17000年前,在更新世时期冰川前进和后退,这是新研究的重点。由于大气温室气体浓度的变化,基于冰芯,海洋和大陆记录,变暖是显而易见的。

但那是怎么发生的?首先是什么迫使这种戏剧性的变化?40年来,科学家们一直在寻找这个答案,重点是海洋,因为它们是巨大的碳汇,在二氧化碳变化中起着核心作用。

如果海底碳库再次被打乱。他们很快意识到,向海洋调节碳的过程运行得太慢,无法解释大气温室气体的激增,导致结束冰河时代的变暖。因此,世界各地的科学家们开始研究地球热液系统的作用及其对深海碳的影响,看看它是如何影响大气的。

南加州大学,澳大利亚国立大学和瑞典隆德大学的科学家们进行的这项新研究主要集中在距离厄瓜多尔海岸数百英里的东赤道太平洋(EEP)。EEP是主要的管道,海洋通过该管道向大气释放碳。

如果海底碳库再次被打乱。科学家们报告了深海热液系统在最后一个冰河期结束时向海洋和大气释放温室气体的证据,就像海洋开始变暖一样。他们测量了古代海洋沉积物中热液金属的沉积增加。他们将冰川间隔与大气二氧化碳的变化以及海洋微生物年龄的差异联系起来。他们发现原生动物(有孔虫)壳中的锌增加了四倍,这是广泛的热液活动的迹象。

研究表明,新数据显示,EEP中存在大量天然存在的碳,这有助于冰河时代结束时地球温度的急剧变化。

如果海底碳库再次被打乱。在世界其他地方,正在发现越来越多的深海碳库。它们大多发生在热液喷口附近,到目前为止已经确定了分数,特别是在太平洋,大西洋和印度洋。它们发生在地壳扩散或碰撞的地方,为深海二氧化碳储层的形成创造了理想的条件。只有大约三分之一的海洋火山区域被调查过。

在附带的视频中可以看到一个这样的海底二氧化碳储存库被发现在离台湾海岸约4,000英尺深处。在冲绳海岸,爱琴海,加利福尼亚海湾和加拿大西海岸附近也发现了类似的碳气藏。

斯托特说:我们面临的巨大挑战是,我们没有对这些产品的规模进行估计,或者哪些产品特别容易受到不稳定的影响。这是需要确定的事情。

在许多情况下,碳储存器通过其水合物瓶盖装瓶。但这些封面对温度变化很敏感。随着海洋变暖,盖子可以融化,纸张警告的发展将导致气候变化的双重冲击

  • 除了人造温室气体之外的新的地质碳来源。

海洋几乎吸收了地球大气层的所有多余能量,因此近几十年来它们一直在快速变暖。其他研究表明,在过去的四分之一世纪里,地球海洋每年的热量比科学家们预想的要多60%。在整个海水水柱中,海洋热量在过去的50年里有所增加。根据目前的排放率,联邦政府的气候科学特别报告预测,到本世纪末,全球平均海面温度将升高5华氏度。斯托特说,整个海洋的温度升高可能最终破坏地质水合物储层的稳定性。

vnsr威尼斯人官网 ,最后一次发生,气候变化如此之大,导致了冰河时代的结束。一旦地质过程开始,我们就无法将其关闭,斯托特说。

此外,在遥远的过去发生了其他类似的事件,帮助一遍又一遍地塑造地球的环境。在早期的研究中,斯托特发现了5500万年前发生的大型碳异常。它扰乱了海洋的化学反应,导致海洋碳酸盐的大量溶解和许多海洋生物的灭绝。海洋变化伴随着全球气温的迅速上升,这一事件被称为古新世

始新世热极大值(PETM),持续时间不到2万年,在此期间大量的碳被释放到大气中,地球的温度上升到大约8摄氏度比今天更热。

直到最近,我们才知道这些事件发生了.PETM事件是海底碳通过水柱逃逸到大气层时可能发生的事情的一个很好的模拟。现在我们知道PETM事件不是一个独特的事件,这种情况最近发生了,斯托特说。

该研究提出了一些警告。大部分海底尚未开发,因此科学家们并不了解二氧化碳储层的全部范围。这些地质资源没有温室气体清单。海洋变暖并不均匀,因此很难预测海底碳储层何时何地受到影响。回答这些问题需要更多的研究。

尽管如此,该研究表明,海底碳储层易受海洋变暖的影响。

该研究称,这些地质碳储量未被明确纳入当前的海洋碳预算,用于模拟气候变化的影响。然而,即使只有一小部分非抽样热液系统含有单独的气体或液态二氧化碳阶段,它也可能大大改变全球海洋碳预算。

斯托特说:海洋中液态,水合态和气态二氧化碳积累的发现尚未得到解释,因为我们直到最近才知道这些储层存在,我们不知道它们在很大程度上影响了全球变化。

这项研究表明,我们已经错过了海洋碳预算的一个关键组成部分。它表明这些地质储层可以从海洋中释放出大量的碳。我们的论文证明了这一过程之前已经发生并且可能再次发生。

研究作者是南加州大学的Lowell Stott,澳大利亚国立大学的Kathleen M. Harazin和瑞典隆德大学的Nadine B. Quintana Krupinski。美国为该研究提供的资金来自国家科学基金会海洋地质和地球物理学资助(1558990)。