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標題: 地質學家認為變質岩是古代地球碳循環的關鍵特徵 [打印本頁]

作者: jiunn36 時間: 2024-11-9 12:04 AM 標題: 地質學家認為變質岩是古代地球碳循環的關鍵特徵

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　　如果地球的歷史是一個日曆年﹐人類要到12月31日午夜前的最後幾分鐘才會出現。在元古代的Eon時期﹐即25億年前至5.43億年前﹐太陽仍然是一顆年輕的恆星﹐比今天暗得多﹐地球需要更強的溫室效應來補償和維持地球最早生命形式的宜居溫度。佛羅里達州立大學地質學研究人員艾米麗·斯圖爾特挑戰了長期以來的假設﹐即火山活動是造成地球早期生命溫暖的原因。
　　斯圖爾特的研究揭示了變質岩排放的二氧化碳產生了生物體生存所需的絕緣效應的證據。斯圖爾特說﹕「通過研究古代地質過程在地球過去調節溫度的方式﹐我們可以更好地瞭解氣候敏感性並預測地質過程在人類驅動的氣候變化背景下可能如何發揮作用。」。「此外﹐瞭解碳是如何自然進出岩石的﹐可以為尖端科學提供信息並幫助解決加速地球碳調節過程以應對氣候變化所帶來的工程挑戰。」。
　　在大氣中﹐二氧化碳的作用就像一層隔離地球的毯子﹐更多的二氧化碳編織出更厚的毯子。元古代Eon見證了地球上一些最早生命的出現﹐包括類似於現代水母和蠕蟲的小型軟體生物。由於當時太陽明顯變暗﹐地球在數百萬年的時間裡逐漸增加了大氣中的碳含量。在這些發現之前﹐科學家們認為這些氣體主要來自火山活動﹐火山活動始於大約38億年前﹐遠在元古代Eon之前。然而﹐通過使用計算機生成的模擬和數學建模﹐該團隊發現岩石對元古代溫室效應有貢獻。當地殼加熱並加壓碳酸鹽硅酸鹽岩石時﹐變質過程會釋放二氧化碳﹐使地球變暖。
　　斯圖爾特發現﹐元古代Eon時期變質二氧化碳的排放會產生比1750年前工業革命時期現代地質排放速率高四倍的大氣碳濃度。斯圖爾特說﹕「當地質學家說『現代』時﹐它通常包括寒武紀生命爆發後地球歷史的最後5億年。」。「這篇論文比較了工業化前和元古代的大氣濃度﹐但人類驅動的碳通量﹐或今天二氧化碳釋放到大氣中的高速率﹐完全讓所有這些地質問題相形見絀。」。
　　大氣只是地球更大碳循環的一部分。這個循環還涉及海洋﹑植物﹑動物﹑岩石和腐爛的生物。雖然海洋從大氣中吸收了大量的碳﹐這是氣候變化導致海洋酸化的驅動力﹐但植物利用陽光將碳轉化並儲存在組織中。動物食用植物後﹐會將二氧化碳排放回大氣中。雖然相比之下﹐岩石似乎是固定的﹑不可分割的﹐但斯圖爾特的研究提供了證據﹐表明岩石在歷史上在碳循環中發揮的作用比最初想像的要大。如今﹐岩石既可以作為碳源﹐也可以作為碳匯。
　　研人員說﹕「包括我在內的許多人認為變質脫碳是碳回收的一個背景過程。」。「這項研究表明﹐二氧化碳排放的速度會隨著時間的推移而變化﹐與碳循環的其他組成部分有關﹐並可能以以前沒有考慮過的方式推動大氣碳的變化。」為了驗證變質岩在元古代變暖中發揮的作用比以前認為的更大的假設﹐斯圖爾特研團隊將在加拿大安大略省的中央變質沉積帶沿線進行實地研究。
　　斯圖爾特說﹕「我最喜歡地質學的一點是﹐它是通往過去的門戶。」。「你可以通過考古學追溯30萬年﹐但地球有46億年的歷史﹐檢查岩石記錄是我們瞭解地球大部分歷史的唯一途徑。」。

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