【摘要】大型火成岩省喷发基性熔岩理论上应促进长期CO2吸收与冷却,但地质记录显示,显生宙大型火成岩省后的时期反而出现长时间气候变暖和生物恢复延迟。通过地幔熔融与岩浆传输的热力学模型研究发现,地壳流变反馈可限制喷发速率,导致CO2释放与表面火山活动脱钩。进一步研究表明,即使火山活动停止,地壳和地幔深处仍会持续释放“神秘碳”,影响气候长达数百万年,解释了如二叠纪末大灭绝后地球气候恢复缓慢等历史事件。
研究团队通过汇编大量熔岩的化学分析数据,开发了模拟地球内部融化的计算机模型,并将结果与沉积岩中保存的过去气候记录进行对比,最终得出了这一结论。他们发现,即使在地表火山活动停止后,地壳和地幔深处的岩浆仍在持续释放二氧化碳,导致气候持续变暖。研究团队将这种来自地下岩浆的二氧化碳称为“神秘碳”。
这一发现尤其有助于解释2.52亿年前的二叠纪末大灭绝事件。当时,西伯利亚发生了巨大的火山爆发,随后地球气候经历了长达500万年的不稳定期。科学家们一直对这一时期气候未能迅速恢复感到困惑,而新的研究结果提供了解释:地底岩浆持续释放的二氧化碳使得气候变暖持续了更长时间。
研究的通讯作者Benjamin A. Black表示:“这一发现为我们理解地球气候系统提供了新的视角。地球有自然的气候控制系统,类似于家庭中的恒温器。然而,这些系统在面对长期碳排放时可能会失效,导致气候恢复变得困难。”
尽管现代火山活动释放的二氧化碳量远低于人类活动产生的二氧化碳,但这项研究对当前的气候变化研究具有重要意义。它表明,如果人类能够减少二氧化碳排放,地球的气候系统有可能在地质时间尺度上逐渐恢复。研究团队强调,通过研究这些古老的火山爆发,我们可以更好地预测未来类似事件对环境的影响,从而为应对当前的气候变化提供科学依据。