地球4億年前氣候調(diào)節(jié)的變化伴隨著碳硅循環(huán)的根本改變
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地球4億年前氣候調(diào)節(jié)的變化伴隨著碳硅循環(huán)的根本改變
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)cnBeta：外媒報(bào)道，地球的億年氣候在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)相對(duì)穩(wěn)定。在30億年的前氣合肥外圍（外圍模特）電話微信199-7144-9724誠(chéng)信外圍，十年老店時(shí)間里，氣溫一直很溫暖，候調(diào)環(huán)二氧化碳含量也很高，變化伴隨直到大約4億年前發(fā)生了一次轉(zhuǎn)變。著碳一項(xiàng)新研究表明，硅循根本改變這一變化伴隨著碳硅循環(huán)的地球根本改變。
美因茨大學(xué)（Johannes Gutenberg University Mainz，億年合肥外圍（外圍模特）電話微信199-7144-9724誠(chéng)信外圍，十年老店簡(jiǎn)稱JGU）的前氣地球科學(xué)家Philip Pogge von Strandmann教授表示：“前寒武紀(jì)的穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槲覀兘裉炜吹降母环€(wěn)定的氣候，可能是候調(diào)環(huán)由于新生命形式的出現(xiàn)和傳播。”
他跟耶魯大學(xué)的變化伴隨研究人員在海洋沉積物中鋰同位素的幫助下對(duì)碳硅循環(huán)的長(zhǎng)期演化進(jìn)行了追蹤。這個(gè)循環(huán)被認(rèn)為是著碳控制地球氣候的關(guān)鍵機(jī)制，因?yàn)樗鼤?huì)調(diào)節(jié)二氧化碳水平并隨之調(diào)節(jié)溫度。硅循根本改變研究人員的地球發(fā)現(xiàn)最近發(fā)表在《自然》上。
碳硅循環(huán)是氣候的關(guān)鍵調(diào)節(jié)器
盡管太陽(yáng)光度、大氣氧濃度和地殼的組成有很大的變化，但碳硅循環(huán)使地球的氣候在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定。這種穩(wěn)定的氣候?yàn)樯诘厍蛏祥L(zhǎng)期定居創(chuàng)造了條件并使最初的簡(jiǎn)單生命形式和后來(lái)的復(fù)雜生命形式在數(shù)十億年的時(shí)間里得以發(fā)展。碳硅循環(huán)通過(guò)調(diào)節(jié)大氣中二氧化碳的水平而促成了這一點(diǎn)。
由于風(fēng)化作用和沉積作用，硅酸鹽巖石轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓猁}巖，而碳酸鹽巖又通過(guò)火山作用等因素重新轉(zhuǎn)變?yōu)楣杷猁}巖石。當(dāng)硅酸鹽巖石轉(zhuǎn)化為碳酸鹽巖石時(shí)，二氧化碳從大氣中被去除，而相反的過(guò)程則會(huì)再次釋放出二氧化碳。“我們認(rèn)為這是地球氣候長(zhǎng)期穩(wěn)定的主要機(jī)制，”Pogge von Strandmann說(shuō)道。
為了追溯碳硅循環(huán)的長(zhǎng)期歷史和更好地理解控制地球氣候的精確關(guān)系，研究小組研究了海洋碳酸鹽中鋰同位素的比例。鋰只存在于硅酸鹽巖石及其硅酸鹽和碳酸鹽風(fēng)化產(chǎn)物中。研究小組分析了600多份沉積在淺層原始海水中的沉積物樣本，這些樣本來(lái)自世界各地的100多個(gè)不同的巖層，其中包括加拿大、非洲和中國(guó)。“我們用這些樣本創(chuàng)建了一個(gè)涵蓋過(guò)去30億年的新數(shù)據(jù)庫(kù)，”Pogge von Strandmann說(shuō)道。
這些數(shù)據(jù)顯示，從30億年前到4億年前，海洋中鋰-7和鋰-6同位素的比例很低，然后突然出現(xiàn)增加。正是在這個(gè)時(shí)期，陸地植物進(jìn)化了，同時(shí)，海綿動(dòng)物和放射蟲(chóng)等骨骼由硅組成的海洋動(dòng)物遍布了海洋。Philip Pogge von Strandmann教授補(bǔ)充稱：“兩者都起了作用，但到目前為止，我們還不知道這兩個(gè)過(guò)程是如何耦合的。”
“粘土工廠”向土地的遷移影響了碳硅循環(huán)
研究結(jié)果表明，在地球的過(guò)去，粘土（一種由非常細(xì)的顆粒組成的次生硅酸鹽巖石）的形成程度發(fā)生了巨大的變化--可能是由于陸地上粘土形成的增加和海洋中粘土形成的減少。粘土的形成是碳硅循環(huán)的關(guān)鍵組成部分，它影響鋰同位素的比例。在陸地上，它是由硅酸鹽巖石的廣泛風(fēng)化作用造成的，但在海洋中，涉及到一系列不同的過(guò)程。增加的大陸粘土形成被認(rèn)為降低了大氣中的二氧化碳水平。相比之下，被稱為“反向風(fēng)化”的海洋粘土的形成則會(huì)釋放二氧化碳，所以它的減少同樣會(huì)降低大氣中的二氧化碳水平。
研究人員們表示，這表明，隨著時(shí)間的推移，地球上的氣候調(diào)節(jié)模式及這一過(guò)程發(fā)生的主要地點(diǎn)發(fā)生了巨大的變化：“前寒武紀(jì)的地球狀態(tài)向現(xiàn)代狀態(tài)的轉(zhuǎn)變可能要?dú)w功于重大的生物創(chuàng)新--海綿動(dòng)物、放射蟲(chóng)、硅藻和陸生植物的輻射。”從那以后，這種氣候調(diào)節(jié)的改變的結(jié)果已經(jīng)非常明顯，其表現(xiàn)為寒冷的冰川期和溫暖的冰川期之間的頻繁交替。然而這種氣候的不穩(wěn)定性反過(guò)來(lái)又有助于加速進(jìn)化。