纵观地球的历史,地球一直在温室和冰库之间波动。
今天,我们的家园本应处于全球变冷的时期,但人类排放的温室气体正在以前所未有的速度扭转这一自然趋势。
地球最后一次如此迅速而戏剧性地从冰库变成温室是在大约 3.04 亿年前,我们的星球经历了重大剧变。
在卡西莫夫-格热利安边界 (KGB) 期间,大气中的碳含量在大约 30 万年内翻了一番,从百万分之 350 左右增加到百万分之 700。现在,新的研究表明,在此期间,大约 23% 的海底缺氧。
这些发现基于对华南古代黑色页岩板中微量元素的最新分析。这块岩石中的碳和铀同位素表明,除了全球变暖、海平面上升和冰川融化之外,我们还需要担心海洋缺氧。
缺氧被定义为缺乏氧气。它可能发生在因为当冰盖融化并向海洋表面添加淡水时,它会阻碍大气中的氧气在海洋中溶解和循环。
在极端缺氧的条件下,海洋生物难以生存。即使是低氧(称为缺氧)的区域,被称为“死亡区”。
这些新结果得到了先前对华南古代基岩的研究的支持,该研究发现克格勃边界期间海洋生物多样性遭受重大损失。
在对这些古代气候变化进行建模时,本研究的作者意识到时机的重要性。
“如果你筹集二氧化碳2在温室世界中,同样的数量,没有太大影响,但冰库似乎对变化和海洋缺氧更加敏感,”解释加州大学戴维斯分校的沉积地球化学家伊莎贝尔·蒙塔涅斯 (Isabel Montañez)。
换句话说,如果人类排放量在全球变暖的自然时期迅速增加,而不是全球变冷,那么海洋缺氧就不会构成那么大的威胁。
也许原因与这样一个事实有关:温室世界中的温室气体已经很高,因此排放对冰盖和永久冻土的融化作用没有那么强。
但在全球变冷期间,会有更多的冰盖和冰川困住淡水,准备好渗入海洋表面并阻碍氧气溶解。
研究人员怀疑,290 至 3.4 亿年前导致气候变化的碳大量释放可能是由火山喷发引起的。
大范围的野火会向大气中添加更多的碳,永久冻土也会融化。
不过,这些只是想法。研究人员无法追踪克格勃期间碳排放的确切原因,但他们的结果显示温室气体排放量明显激增,随后是海平面广泛上升和缺氧。
“在温室状态下,突然变暖导致的大量碳释放反复发生,这些事件导致了海洋缺氧和灭绝的发生,”作者写。
“这些古事件的记录,加上生物地球化学模型,提供了明确的证据,表明随着持续变暖,现代海洋将经历大量脱氧。”
该研究发表于美国国家科学院院刊。