植物登陸將地球氣候送入冰河期
2012年02月16日
第一批植物登上陸地并非僅僅為淺褐色的風(fēng)景增添了一抹綠色。根據(jù)一項(xiàng)新的研究，它們戲劇性地加速了暴露巖層的自然分解，并從大氣中吸收了大量可使行星變暖的二氧化碳?xì)怏w，最終將地球氣候送入了一個(gè)大的冰河期。
在大約4.6億年前的奧陶紀(jì)時(shí)期，大氣中的二氧化碳濃度是當(dāng)前水平的14倍到22倍，而全球的平均溫度也比現(xiàn)在高約5攝氏度。英國艾克賽特大學(xué)的地球科學(xué)家Tim Lenton表示，氣候模型顯示，當(dāng)時(shí)不可能發(fā)生普遍的冰川作用，除非二氧化碳濃度下降至原有水平的1/8。Lenton同時(shí)指出，當(dāng)時(shí)的太陽比現(xiàn)在要昏暗6%，因此溫室氣體的全球變暖效應(yīng)并不是很強(qiáng)烈。
然而，從距今4.55億年前開始，在大約1000萬年的時(shí)間段里，地球經(jīng)歷了兩個(gè)主要的冰川作用。這些冰川作用對(duì)之前在陸地周圍的淺海中茁壯成長(zhǎng)的物種大滅絕起到了關(guān)鍵作用。
Lenton表示，長(zhǎng)期以來，科學(xué)家們一直在研究這兩次突然來臨的寒潮。他強(qiáng)調(diào)，發(fā)生在硅酸鹽礦物質(zhì)中的化學(xué)風(fēng)化作用能夠自然而緩慢地消耗大氣中的二氧化碳，從而形成硅酸鹽礦物質(zhì)，并暫時(shí)鎖住碳。然而目前的地球化學(xué)模型表明，這一過程并不足以使二氧化碳水平降至足夠低，從而發(fā)生兩次冰河期，同時(shí)也無法解釋它們的突然來臨。并未參與此項(xiàng)工作的英國謝菲爾德大學(xué)的古植物學(xué)家Charles Wellman表示：“如何解釋這些冰川作用一直是一個(gè)難題。
如今，Lenton及其同事提出，陸地植物的進(jìn)化可能引發(fā)了冰川作用——他們用實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)支持了自己的觀點(diǎn)
在這項(xiàng)研究中，科學(xué)家使用現(xiàn)代苔蘚類植物進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，結(jié)果證實(shí)它們?cè)趲r石上生長(zhǎng)時(shí)，確實(shí)有較強(qiáng)的減少空氣中二氧化碳的能力。
研究人員推斷，那時(shí)類似今天苔蘚的植物剛登上陸地，它們?yōu)榱松L(zhǎng)，要從腳下的巖石中吸收鈣、鎂、磷等礦物，而這個(gè)過程中的化學(xué)反應(yīng)會(huì)吸收空氣中的二氧化碳。在當(dāng)時(shí)這個(gè)機(jī)制吸收二氧化碳的效果比光合作用更強(qiáng)。由于這些植物的大量生長(zhǎng)，地球大氣中的二氧化碳顯著減少，與之相應(yīng)的是溫室效應(yīng)減弱，導(dǎo)致地球溫度下降，并最終引發(fā)冰河期。
研究人員日前在《自然—地球科學(xué)》網(wǎng)絡(luò)版上報(bào)告了這一研究成果。
Wellman表示，研究小組在其試驗(yàn)中所使用的苔蘚類植物或許能夠相當(dāng)不錯(cuò)地模擬那個(gè)時(shí)代的原始植物，”并可能對(duì)氣候產(chǎn)生劇烈影響“。他強(qiáng)調(diào)，其所增加的風(fēng)化作用亦非常明顯。
美國尤金市俄勒岡大學(xué)的古植物學(xué)家Gregory Retallack說：”我認(rèn)為他們非常正確。“并且他強(qiáng)調(diào)，這兩個(gè)冰河期可能并非唯一的例子。Retallack指出，化石記錄表明，”每當(dāng)植物出現(xiàn)一次大的進(jìn)化，全球便會(huì)降溫“。
Lenton指出，雖然研究結(jié)果說明植物能對(duì)氣候產(chǎn)生巨大影響，并且它們今天仍在持續(xù)發(fā)揮這種作用，但其效果已遠(yuǎn)遠(yuǎn)趕不上人類排放溫室氣體所造成的影響。要把迄今大氣中人類排放的溫室氣體完全清除，地球上的植物估計(jì)要花費(fèi)數(shù)百萬年。
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