热液喷口与全球变暖 - 来自海洋表层下的新启示

发布时间: 2023-08-09 12:12:44 来源: 196世界之最 栏目: 新奇科技 点击: 31

最近的研究显示,5600万年前的火山活动释放出的甲烷量高于之前的估计。大约5500万年前,大西洋诞生。在此之前,欧洲和美洲是相连的。随着这些陆块开始漂移,它们之间的地壳破裂,释放出大量岩浆。这种...

最近的研究显示,5600 万年前的火山活动释放出的甲烷量高于之前的估计。大约 5500 万年前,大西洋诞生。在此之前,欧洲和美洲是相连的。随着这些陆块开始漂移,它们之间的地壳破裂,释放出大量岩浆。这种现象被称为裂谷火山活动(rift volcanism),它导致在世界多个地方形成了大型火成岩带(LIPs)。

热液喷口与全球变暖 - 来自海洋表层下的新启示

其中一个著名的大火成岩带位于格陵兰岛和欧洲之间,淹没在海面下几公里处。由德国基尔亥姆霍兹海洋研究中心(GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research)的克里斯蒂安-伯恩德特(Christian Berndt)和挪威奥斯陆大学的斯维尔-普兰克(Sverre Planke)领导的国际钻探活动从该LIP收集了大量样本材料,现已对这些材料进行了评估。

热液喷口与全球变暖 - 来自海洋表层下的新启示

在"甲板取芯"过程中,联合首席科学家克里斯蒂安-伯恩德特(Christian Berndt)(德国 GEOMAR)和运营总监史蒂夫-米德利(Steve Midgley)(IODP JRSO)讨论钻探过程。图片来源:Sandra Herrmann(IODP/JRSO)

研究人员发表在《自然-地球科学》(Nature Geoscience)杂志上的研究报告显示,热液喷口在很浅的深度甚至海平面以上都很活跃,这使得进入大气层的温室气体数量比以前想象的要多得多。

克里斯蒂安-贝恩德特(Christian Berndt)说:"在古新世和始新世的交界处,地球历史上一些最强烈的火山爆发持续了一百多万年。根据目前的知识,这次火山爆发使世界气候变暖了至少 5 摄氏度,并造成了大规模物种灭绝--这是我们这个时代之前最后一次剧烈的全球变暖,被称为古新世-始新世热量最高峰(PETM)。地质学家还无法解释其中的原因,因为大多数现代火山爆发都是通过向平流层释放气溶胶来导致降温的。"

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挪威海岸外的"JOIDES Resolution"号钻探船。资料来源:Peter Betlem(IODP)

对南非卡鲁大型火成岩区的进一步研究发现,大量热液喷口与岩浆侵入沉积盆地有关。除其他外,这一观察结果还提出了一个假设,即大量温室气体二氧化碳和甲烷可能是通过热液喷口进入大气层的。

"当我196世界之最们的挪威同事亨利克-斯文森(Henrik Svensen)和斯196世界之最维尔-普朗克(Sverre Planke)在2004年发表他们的研究成果时,我们真想立即出发,对北大西洋周围的古代喷口系统进行钻探,以验证这一假说,"克里斯蒂安-贝恩德特(Christian Berndt)说。但事情并没有那么简单:"我们的提议受到了综合大洋钻探计划(IODP)的好评,但由于需要进行立管钻探,而我们当时还没有这项技术,所以一直没有安排。"

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在 JOIDES Resolution 号的甲板上: 来自奥斯陆大学的 Sverre Planke 教授博士(左)和来自 GEOMAR 的 Christian Berndt 教授博士(右),以及来自 IODP 的科学家 Carlos Alvarez Zarikian(右二)和来自北伊利诺伊大学的 Reed Scherer(左二)。图片来196世界之最源:Sayantani Chatterjee(IODP)

随着研究的深入,发SFmkMxsB现了一些热液喷口系统,这些系统在无立管钻探范围之内。因此,钻探计划被重新提交,探险终于可以在 2021 年秋天开始--这距离第一次提交计划已经过去了 17 年。

来自 12 个国家的约 30 名科学家乘坐科学钻探船"JOIDES Resolution"号,参加了 IODP(现为国际大洋发现计划)在挪威海岸附近的沃林高原的考察航行。20 个钻孔中有 5 个直接钻进了数千个热液喷口之一。科学家们可以像阅读地球历史日记一样阅读所获得的岩芯。结果令人信服。

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钻芯被送上 JOIDES Resolution 号进行科学分析。资料来源:Sandra Herrmann(IODP/JRSO)

作者的研究结果表明,该喷口在古新世始新世热极盛期之前就已开始活动,所产生的火山口在很短的时间内就被填平,而此时全球变暖刚刚开始。出乎意料的是,他们的数据还显示,该喷口的活动水深非常浅,可能不到 100 米。这对气候的潜在影响具有深196世界之最远的意义。

Christian Berndt 说:"如今,从活跃的深海热液喷口进入水体的大部分甲烷很快就会转化为二氧化碳,而二氧化碳是一种效力小得多的温室气体。由于我们研究的喷口位于裂谷中部,那里的水深应该是最大的,因此我们假设其他喷口也位于浅水区,甚至高于海平面,这样就会有更多的甲烷进入水体。"

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