宇宙探秘 地球氣候“過山車”：揭秘為甚麼火熱地球變成冰凍地球？

大約五千六百萬年前 地球經歷了一次重大的氣候變化 大約六千六百萬年前 地球遭遇了小行星撞擊 氣候突然惡化 但在過去的六千五百萬年裡 地球氣候因為各種原因多次發生變化 在很多情況下 我們其實都不清楚到底發生了什麼 以及地球為什麼會有這麼大的變化 根據大量不同的化石記錄和各種分析 現代研究表明 地球的平均溫度 從來都不是長期保持不變的 有幾個時期特別引人關注 比如南極洲曾有過大規模的冰川 後來消失了 又在約一千二百萬年前再次出現 在小行星撞擊導致恐龍滅絕後的最初幾百萬年 地球的平均溫度比現在高好幾度 但看這個圖表 有一個特別突出的峯值 就是古心室、史心室急熱事件 這一事件至今仍無法解釋 大約五千五百萬年前 地球溫度突然升高了五到六度 導致大量生物滅絕 現代研究認為 二氧化碳濃度高和高溫有很大的關聯 而且當時的濃度比現在高得多 重要研究為我們提供了具體的答案 甚至在一定程度上解釋了之後發生的事情 最有可能的原因是火山 但不是我們常見的那種普通火山 巨大的玄武岩頓狀火山 規模極其龐大 從格陵蘭島一直延伸到英國 往東到挪威 整片區域被稱為北大西洋火山區 這個火山區造就了英國一些標誌性的地貌 比如芬格爾洞和巨人之路 它們差不多是在同一時期形成的 在蘇格蘭也能看到 當時形成的大型火山結構 一直以來 北大西洋火山區是這一事件的最大嫌疑 但就是缺乏足夠的證據 現在科學家似乎找到了合適位置來證明這一點 他們關注的是丹麥的一個地方 不在火山噴發範圍內 但卻有大量那個時期的沉積物 很可能是大規模爆發 突然釋放出大量物質 並在歐洲廣泛分佈形成的 隨著時間推移 丹麥的暴露地區使研究成為可能 科學家發現了數百層不同的火山灰層 如果不是當時發生了重大事件 是無法解釋的 要確定這是火山活動 就需要分析化學成分和各種異常元素 比如像鵝和拱這樣的元素 在這些沉積物中的含量很高 這和現代火山中的情況非常相似 而李和鵝的豐富程度表明 當時有大量的風化侵蝕 以及極度活躍的水文循環 這都證實了當時的高溫 高二氧化碳水平和氣候重大變化 雖然火山岩會加速二氧化碳的重新吸收 導致溫度相對迅速下降 但丹麥證據只顯示了 火山活動期間的一些爆發性事件 實際上火山活動持續了數百萬年 可能始於6400萬年前 結束於5400萬年前 活躍了900萬年 在5600萬到5400萬年前 達到活動高峯 在此期間 可能釋放了100萬立方千米的巖漿 釋放出35萬億噸碳 根據論文計算 當時大氣中的二氧化碳濃度 在840到1600ppm之間 使溫度至少升高了5度 而現在的二氧化碳濃度約為418ppm 很多科學家研究這一時期 溫度異常升高的主要原因 是想了解 如果未來幾百年 人類持續向大氣中排放二氧化碳 會產生什麼影響 根據計算 人類可能需要數百年的 現代二氧化碳排放量 才能達到當時的水平 但這不是論文的重點 重點是要理解二氧化碳 和地球氣候變化之間的聯繫 以及當這種情況發生時 對地球的具體影響 比如這張地圖 展示了當時地球表面的情況 沒有冰 都是水 在這一時期 北大西洋的水位和整體情況 發生了變化 北海與北大西洋完全隔絕 形成了一個不尋常的區域 北海完全隔絕 創造了奇特的亞熱帶環境 成為滿江紅蕨類植物的樂園 這種植物生長在水中 具有極強的吸收二氧化碳能力 是地球上最大的 二氧化碳吸收體之一 根據過去幾十年 來自北大西洋的大量化石記錄 科學家發現 幾乎整個北海 都被不尋常的蕨類植物覆蓋 約4900萬年前達到頂峯 稱為滿江紅事件 因為是孤立區域 為蕨類植物創造了完美條件 它們在數百萬年的時間裡 不斷從空氣中吸收二氧化碳 所以在4900萬年前 溫度開始大幅下降 對於當時地球為什麼突然大幅降溫 最終進入冰河時代 很可能是水生蕨類植物 在80萬年裡 大幅降低了二氧化碳濃度 使地球從溫室地球變成了冰室地球 最終變成了更接近今天的樣子 不過 此後溫度進一步下降的原因仍然未知 但不管怎樣 地球總會找到恢復的方法 即使人類可能無法在某些事件中倖存 地球總會找到自癒的辦法 而且像古心室、史心室急熱事件 往往會引發其它事件 比如滿江紅事件 產生相反的效果 所有發現 有助於我們理解地球的運作和生物圈 是如何照顧一切的 而這些都被各種微小生物記錄下來 變成了沉積物 但未來幾百萬年 地球會怎樣 目前沒人知道