数百万年前使地球变暖的火山爆发揭示了植物如何进化、调节气候

Josiah01 · 发表于 2024-8-13 14:14:27

科学家经常在自然界中寻找人类最紧迫挑战的答案。谈到全球变暖，地质历史提供了独特的长期视角。
地球的地质历史因灾难性的火山爆发而发生改变，这些爆发向大气和海洋释放了大量的碳。碳含量的增加引发了气候的快速变暖，导致陆地和海洋生态系统的大规模灭绝。这些火山活动时期可能还扰乱了数百万年的碳气候调节系统。
生态失衡
苏黎世联邦理工学院的地球与环境科学家带领一支由亚利桑那大学、利兹大学、图卢兹法国国家科研中心和瑞士联邦森林雪与景观研究所（WSL）组成的国际研究团队，研究植被如何响应和进化以应对重大气候变化，以及这种变化如何影响地球的自然碳气候调节系统。
该研究结果已发表在《科学》杂志上。
研究小组利用沉积物同位素的地球化学分析，将数据与专门设计的模型进行了比较，该模型包括植被的描述及其在调节地质气候系统中的作用。
他们利用该模型测试了地球系统在不同情况下如何应对火山活动释放的大量碳。他们研究了地质历史上的三次重大气候变化，包括约 2.52 亿年前导致二叠纪-三叠纪大规模灭绝的西伯利亚暗色岩事件。
苏黎世联邦理工学院教授 Taras Gerya 指出：“西伯利亚暗色岩事件在 20 万年间释放了约 40,000 千兆吨碳。这导致全球平均气温上升 5-10°C，引发了地球地质记录中最严重的灭绝事件。”
迁移、适应或灭亡
“西伯利亚暗色岩事件后植被的恢复花费了数百万年的时间，在此期间地球的碳气候调节系统将会变得薄弱和低效，从而导致长期气候变暖，”主要作者、苏黎世联邦理工学院的朱利安·罗格尔 (Julian Rogger) 解释道。
研究人员发现，此类事件的严重程度取决于排放的碳返回地球内部的速度——通过硅酸盐矿物风化或有机碳生成而被封存，从而从地球大气中去除碳。
他们还发现，气候达到新的平衡状态所需的时间取决于植被适应气温升高的速度。
一些物种通过进化适应环境，另一些物种则通过迁徙到较冷的地区。然而，一些地质事件是如此灾难性，以至于植物物种根本没有足够的时间迁徙或适应持续的温度升高。其后果在数千年甚至数百万年的气候演化中留下了地球化学印记。
当今人类引发的气候危机
这对于人类引发的气候变化意味着什么？研究发现，植被破坏增加了地质历史上气候变暖的持续时间和严重程度。在某些情况下，由于植被调节地球碳循环的能力下降，可能需要数百万年才能达到新的稳定气候平衡。
苏黎世联邦理工学院和 WSL 生态系统与景观演化教授 Loïc Pellissier 评论道：“今天，我们发现自己正面临一场重大的全球生物气候危机。”
“我们的研究证明了植被功能在从突然的气候变化中恢复方面发挥的作用。我们目前释放温室气体的速度比以往任何火山事件都要快。我们也是全球森林砍伐的主要原因，这大大降低了自然生态系统调节气候的能力。
“在我看来，这项研究为全球社会敲响了警钟。”

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