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大陆板块撞击火山岛弧触发,研究认为冰河时代可能源于大陆板块撞击火山岛弧

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美国一项新研究认为,冰河时代可能源于大陆板块与火山岛弧(volcanic
arcs,大洋中成弧形分布并有火山活动的群岛)在热带地区相撞,这类撞击形成的山脉含有大量蛇绿岩(ophiolites),它可吸收大气中的二氧化碳,使地球降温。

原标题:冰河时代可能源于大陆板块撞击火山岛弧

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新华社北京4月22日电
过去数亿年中,地球曾数次经历冰河时代。美国一项新研究认为,冰河时代可能源于大陆板块与火山岛弧在热带地区相撞,这类撞击形成的山脉含有大量蛇绿岩,它可吸收大气中的二氧化碳,使地球降温。

这个由美国加州大学柏克莱分校等机构所做的研究利用地理学模型,重建了过去5亿年中地质板块的变动情况,发现这期间共3次冰河期都出现在大陆板块和火山岛弧在热带地区相撞事件后。

地球气候很大程度上由大气中的二氧化碳浓度决定,因为二氧化碳可通过“温室效应”使地球表面温度上升。工业革命以来,大气中二氧化碳浓度不断升高,导致全球变暖不断加剧。

资料显示,冰河时代是从259万年前开始,在1万1400年前结束。在那258万年间,地球气温经历了一连串起伏,大约以10万年为周期。气温最低时,地球上的水大量冻结在陆地上形成冰单,海平面因而下降,平均降幅达130米。导致陆生动物都能步行通过如白令海峡之类的地方。

但是,地球过去曾多次显著降温变冷,大片地表被冰盖和冰川覆盖,地球变成一个大“雪球”。这些常被称为“冰河时代”的时期是如何到来的?

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美国加利福尼亚大学伯克利分校等机构研究人员最近在美国《科学》杂志上报告说,他们使用地理学模型“重建”了过去5亿年中地质板块的变动情况,发现这期间所有3次冰河期都出现在大陆板块和火山岛弧在热带地区相撞事件之后。火山岛弧指大洋中成弧形分布并有火山活动的群岛。

科学,关于“冰河时代”的成因,学界一直在争论,目前还没形成共识,科学家也曾提出过几种假说。

研究说,这种撞击形成的蛇绿岩能大量吸收二氧化碳,把大气中的二氧化碳封存在岩石中,从而给地球降温。这类撞击现在也在发生,印度尼西亚群岛正缓慢挤压澳大利亚板块北缘。

一是太阳系随着银河系自转,转到一个宇宙间最寒冷的一个区域,导致到达地球的太阳辐射减少,地球形成冰期。二是地轴摆动,地球受太阳系其他行星重力的影响造成。三则是地球强烈的地壳运动,导致地球表面火山活动频繁,火山灰遮挡太阳光的辐射,此外地壳运动造成大量新的岩石暴露在空气中,岩石的风化导致地球表面温度下降,导致冰川活动。

研究人员尼古拉斯·斯旺森-海塞尔解释,地球本身有长期吸收二氧化碳的能力,以此使气候保持平衡。但是,工业时代以来人类燃烧化石燃料释放二氧化碳的速度超过了吸收二氧化碳的地质过程,从而导致全球变暖加剧。在数千年时间尺度内,地球有可能恢复自然的碳平衡,但对现代文明来说,这是过于漫长的等待。

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这项研究还为地球冰河时代如何结束提供了解释。当这类撞击慢慢停止,就不再有新的蛇绿岩裸露到地表。如果新生成的蛇绿岩不是处于温暖潮湿的热带,其“固碳”效率也会降低。而火山爆发等事件继续释放二氧化碳,地球温度又重新上升。

美国高校的“地理学模型”和第三种假说有点像。研究报告称,这种撞击形成的蛇绿岩能大量吸收和封存二氧化碳,从而给地球降温。这类撞击现在也在发生——印尼群岛正缓慢挤压澳洲板块北缘。

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所谓蛇绿岩,并不是单一的某种岩石。它包括一大套深黑色或暗绿色的岩石,富含钙和镁等成分。广泛分布在乌拉尔、北美阿巴拉契亚、中亚、蒙古、环太平洋带、喜马拉雅造山带以及我国其它一些地区,是研究古大洋板块的直接岩石学载体以及划分造山带板块边界的岩石学证据。

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这项研究还解释予了地球如何结束冰河时代。当这类撞击慢慢停止,就不再有新的蛇绿岩暴露到地表。如果新生成的蛇绿岩不是处于温暖潮湿的热带,其“固碳”效率也会降低,而火山爆发和工业时代以来人类燃烧化石燃料继续释放二氧化碳,地球温度又重新上升。

研究报告刊于新一期《科学》杂志。

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