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7億年前地球為何變“雪球”?

1991年菲律賓皮納圖博火山爆發時便發生了類似現象。 當時有1千萬噸硫進入大氣中, 使全球氣溫在一年時間裡降低了1華氏度(約合0.55攝氏度)。

這些火山縱橫約2千英里(約合3200公里), 橫跨加拿大與格陵蘭島。 它們接二連三地爆發, 與如今夏威夷和冰島的情況如出一轍。

近期一項新研究指出, 多年連續的火山爆發正是雪球效應的根源。 火山噴發使大量氣溶膠進入大氣, 導致地球溫度迅速下降。

新浪科技訊 北京時間3月15日消息, 據國外媒體報導, 約7億1700萬年前, 一種神秘現象橫掃全球, 將地球變成了“雪球”。 而差不多就在同一時期, 如今從阿拉斯加到格陵蘭島之間的地區出現了密集的火山活動。 近期一項新研究指出, 多年連續的火山爆發正是雪球效應的根源。 火山噴發使大量氣溶膠進入大氣, 導致地球溫度迅速下降。

哈佛大學研究人員指出, “雪球地球”和大規模火山爆發的同時存在絕非巧合, “我們知道火山活動會對環境產生巨大影響, 因此這兩起事件間的聯繫是我們研究的重點。

”自然科學教授法蘭西斯·麥克唐納(Francis Macdonald)表示。

該團隊剛開始認為, 玄武岩與大氣中二氧化碳間發生的化學反應是導致該現象的原因。 但這一過程太過緩慢, 因此不成立, 他們又將目光轉向了氣溶膠。 結果發現, 在合適的條件下, 火山噴發出的氣溶膠便可引發此類劇烈效應, “大規模火山噴發現象並不鮮見, ”哈佛約翰·保爾森工程與應用科學學院環境科學與工程助理教授羅賓·沃茨沃斯(Robin Wordsworth)指出, “這類火山爆發事件在歷史上常常發生, 但並非每次都會導致地表降溫。 所以問題是, 這起事件究竟有何不同呢?”

這片地區名為佛蘭克林大型火成岩區域, 沉積物中富含硫元素。 伴隨著火山爆發, 硫以二氧化硫的形式進入大氣中,

阻擋太陽輻射進入大氣層上部, 1991年菲律賓皮納圖博火山爆發時便發生了類似現象。 當時有1千萬噸硫進入大氣中, 使全球氣溫在一年時間裡降低了1華氏度(約合0.55攝氏度), 二氧化硫進入對流層之後, 降溫效果最為明顯, 因為二氧化硫無法隨降雨返回地球表面, 可在大氣中停留一年之久。

“在地球歷史上, 當氣候十分溫暖時, 火山噴發的冷卻效應便無關緊要, 因為有這層高高的、溫暖的對流層提供保護。 但在氣候較冷時, 地球就極易受此類火山噴發活動干擾。 ”沃茨沃斯表示, “我們的模型顯示, 火山噴發時的氣候大背景十分關鍵。 ”

他們還發現, 二氧化硫是否進入平流層也對降溫效果有著決定性影響, 約7億1700萬年前, 在板塊漂移的作用下, 佛蘭克林大型火因此成岩區域一度位於赤道附近。大部分太陽輻射都從這一地區到達地球表面,因此二氧化硫在此處發揮的光反射作用對於全球降溫格外有效。

不僅如此,綿延不絕的火山鏈還構成了“完美風暴”情境。它們縱橫約2千英里(約合3200公里),橫跨加拿大與格陵蘭島。這些火山接二連三地爆發,與如今夏威夷和冰島的情況如出一轍,如果這一過程持續十年,火山噴出的氣溶膠就足以破壞地球氣候的穩定,“氣溶膠的冷卻效應不需要波及全球,它們只需使冰層延伸到特定緯度,冰就可繼續為全球製冷。”

隨著冰層不斷擴大,更多的陽光被反射出去,導致地球進一步降溫。最終,當冰層延伸到了如今加利福尼亞州所在的緯度,“雪球”效應便徹底失控,“我們常常認為氣候是一個龐大複雜的系統,很難有所改變,這話其實不假,”沃茨沃斯表示,“但地球歷史上發生過一些劇烈的氣候變化,未來也難逃這種可能性。”

研究人員稱,正確理解這些事件可為研究過去的物種滅絕現象提供重要思路,甚至有助於預測地質工程項目可招致怎樣的氣候變化,“此次研究顯示,我們在尋找地外行星時不可想得過於簡單,只關注它們是否有穩定、均衡的條件,或是否處在宜居帶中。地球本身就是一顆活躍的星球,經歷了種種巨大變化,我們有充分的理由相信,這種劇烈的氣候變化其實是行星的常態,而不是個例。”

佛蘭克林大型火因此成岩區域一度位於赤道附近。大部分太陽輻射都從這一地區到達地球表面,因此二氧化硫在此處發揮的光反射作用對於全球降溫格外有效。

不僅如此,綿延不絕的火山鏈還構成了“完美風暴”情境。它們縱橫約2千英里(約合3200公里),橫跨加拿大與格陵蘭島。這些火山接二連三地爆發,與如今夏威夷和冰島的情況如出一轍,如果這一過程持續十年,火山噴出的氣溶膠就足以破壞地球氣候的穩定,“氣溶膠的冷卻效應不需要波及全球,它們只需使冰層延伸到特定緯度,冰就可繼續為全球製冷。”

隨著冰層不斷擴大,更多的陽光被反射出去,導致地球進一步降溫。最終,當冰層延伸到了如今加利福尼亞州所在的緯度,“雪球”效應便徹底失控,“我們常常認為氣候是一個龐大複雜的系統,很難有所改變,這話其實不假,”沃茨沃斯表示,“但地球歷史上發生過一些劇烈的氣候變化,未來也難逃這種可能性。”

研究人員稱,正確理解這些事件可為研究過去的物種滅絕現象提供重要思路,甚至有助於預測地質工程項目可招致怎樣的氣候變化,“此次研究顯示,我們在尋找地外行星時不可想得過於簡單,只關注它們是否有穩定、均衡的條件,或是否處在宜居帶中。地球本身就是一顆活躍的星球,經歷了種種巨大變化,我們有充分的理由相信,這種劇烈的氣候變化其實是行星的常態,而不是個例。”

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