难以置信!2亿年前那场火山爆发放出10万亿吨二氧化碳

众所周知,2亿年前,那一次大规模的灭绝事件导致地球上76%的物种灭绝,包括陆地和海洋物种。这一事件被称为三叠纪末灭绝事件,或侏罗纪三叠纪(J-T)灭绝事件。在这场灭绝发生后的当时,真各国世界经历了许多与地球现在面临的相同的事情,包括气候变暖和海洋酸化,甚至科学家还发现2亿年前那场空前灭绝释放出了和今天等量的二氧化碳,到底是因为什么呢?

近日,一项研究表明,火山爆发的脉冲是造成这种现象的原因,这些脉冲释放的二氧化碳量与今天人类释放的二氧化碳量相同。

几十年来,研究人员一直在试图了解是什么导致了J-T灭绝事件。理论上的原因包括小行星或彗星的撞击,地球周期和过程的逐渐变化,以及火山爆发。J-T灭绝是地球历史上五次大规模灭绝之一,关于其原因的科学辩论一直在科学界流传。

原因:火山爆发

虽然有一些证据支持上述每一个原因,但火山爆发的证据正变得越来越清晰。在一篇新的论文中,一组研究人员将矛头指向了现在大西洋的大规模火山爆发。艾莉兹意大利帕多洛大学的曼弗雷多·卡普里奥洛起草了关于“中大西洋岩浆区三叠纪末期的深层二氧化碳”的研究

卡普里奥洛认为,大西洋中部岩浆区爆发速度很快,对气候和生物圈都有潜在的灾难性影响。尤其是其中的大火成岩省,大火成岩省是巨大的火成岩和熔岩流区域,它们来自于从地壳上升的岩浆。特别是,研究小组把重点放在了大西洋中部岩浆区(CAMP),大西洋中部岩浆区是地球上最大的大陆边缘。

这张图显示中大西洋岩浆区(CAMP)大型残余元素位置的泛大陆地图。

在J-T灭绝的时候,地球的陆地是一个巨大的大陆,叫做泛大陆。大西洋中部岩浆区大致在盘古大陆的中心,其中一些遗留元素今天仍然可见。大火成岩省的火山爆发与显生宙时期的大规模灭绝相吻合。显生宙始于5.4亿年前,现在是这个时代。这是地球上有丰富生命的时代。

因为爆发和灭绝是同时发生的,所以它其实间接向我们展示了一种因果关系。为了研究这种关系,科学家们研究了这些喷发过程中挤压到地表的岩石的性质和时间。并且为了充分理解这种关系,我们有必要限制脱气岩浆挥发分的数量和类型,并确定其来源的深度和喷发的时间。

随后科学家观察了营地中200多个玄武岩熔岩流和岩床样品。因为喷发过程中释放的大量化学物质会对环境和气候造成严重破坏。它们包括一氧化碳、二氧化碳、甲烷、二氧化硫、硫化氢、盐酸和三氯甲烷,而科学家团队主要关注二氧化碳。

黑色符号表示研究样本的来源:三角形代表葡萄牙,圆圈代表摩洛哥,正方形代表美国新泽西,钻石代表加拿大新斯科舍省。

他们的研究结果表明,大西洋中部岩浆区产生了高达10万亿吨的二氧化碳,其中一部分来自中下地壳和地幔。二氧化碳的来源很重要,因为它表明火山爆发非常迅速,而且是灾难性的。研究人员说,这些喷发像是明显的二氧化碳“脉冲”。因为这些脉冲是如此之快,它们压倒了地球重新吸收它的能力。“营地爆发速度很快,对气候和生物圈都有潜在的灾难性影响。”

营地内熔融包裹体的地下结构和过程复杂。一些挥发物从不同深度的岩石中逸出,而这究竟是如何工作的,还存在一些不确定性。黑色虚线箭头指示了CAMP岩浆中碳的潜在来源:地幔、深部地壳和CAMP岩床侵入的古生代或三叠纪沉积盆地。这些喷发的脉冲性质使它们特别具有破坏性。这些脉冲是由地球“经壳岩浆管道系统”中的二氧化碳和元素碳气泡引起的。这些含二氧化碳的气泡就像一批上升的挥发物,在其运动前不久和喷发前都会被困在结晶糊状物---岩浆中!

也就是说岩浆中充满了二氧化碳,这个发现可以解释CAMP的脉冲式喷发方式,二氧化碳作为岩浆上升的推动力,导致快速剧烈的喷发脉冲。而玄武岩中高浓度的二氧化碳导致岩浆上升到地表5公里以上,以及像喷泉一样喷发。这些喷发产生的二氧化碳量大致相当于21世纪人类释放到大气中的二氧化碳量。事实上,一个短暂的营地岩浆脉冲可能会释放出5×10的16次方摩尔的二氧化碳量,大致相当于21世纪人类预计排放的总量。

结论

真的令人难以置信,我们已经释放出与数亿年前一次巨大的火山脉冲所释放出的二氧化碳一样多的二氧化碳。这种二氧化碳快速排放的情况预示着全球气温将上升约2摄氏度。温度升高,海洋pH值下降约0.15个单位/ 0.1个基耳,这表明,在二氧化碳排放的驱动下,三叠纪末的气候和环境变化可能与预测的近期变化相似。

那些不相信人类造成的气候变化背后的科学原理的人往往认为火山才是真正的罪魁祸首。地球在岩石中储存了大量的碳,远远超过海洋或大气中的碳含量。虽然有些二氧化碳是通过火山排放到大气中的,但在我们这个时代,火山排放的二氧化碳与人类排放相比微不足道。

正是我们的排放推动了全球气候变化,地球可能已经不堪重负,人类是时候清醒了!