四川
說起全球變暖，相信大家想到的場景應(yīng)該是地球變得越來越熱，然而一項(xiàng)近日發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的新研究卻表明，全球變暖或許會導(dǎo)致地球進(jìn)入下一個(gè)冰河時(shí)期。下面我們就來具體了解一下這到底是怎么回事。
根據(jù)介紹，在過去的日子里，地球上曾經(jīng)多次出現(xiàn)過極為嚴(yán)寒的冰河時(shí)期，特別是在成冰紀(jì)大冰期（約8.5億年至6.3億年前）期間，還曾出現(xiàn)過非常夸張的“雪球地球”事件，以至于幾乎整個(gè)地球都被冰雪覆蓋了起來。
研究人員認(rèn)為，現(xiàn)有的理論很難解釋地球?yàn)楹螘肴绱松顪Y般的極寒，所以我們有理由認(rèn)為，這些極寒事件的背后，應(yīng)該還有某種強(qiáng)大的機(jī)制在推波助瀾。是什么呢？
此次研究給出的答案是：在地質(zhì)時(shí)間尺度上，活躍的火山運(yùn)動會推動全球變暖的趨勢，達(dá)到一定程度時(shí)，地球就會啟動一個(gè)強(qiáng)大的“冷卻程序”，而這個(gè)“程序”的主角，則是海洋里那些微小的生命——浮游植物。
具體來講，當(dāng)全球變暖發(fā)生時(shí)，氣溫會不斷上升，而高溫會帶來更多的降雨，它們會將地球陸地土壤中所富含的營養(yǎng)物質(zhì)大量地帶入河流，最終匯入海洋。
在這些物質(zhì)之中，存在著一種重要的元素——磷，對于海洋中的浮游植物而言，這是它們生命核酸和能量代謝的關(guān)鍵元素，當(dāng)大量的磷源源不斷地注入海洋時(shí)，它們的數(shù)量就會在表層海水中爆發(fā)式的增長。
這種生物量的爆發(fā)是非常驚人的，它們會通過光合作用在短時(shí)間內(nèi)消耗掉巨量的二氧化碳，并利用其中的碳元素構(gòu)建自身的有機(jī)組織，而在它們短暫的生命周期結(jié)束之后，其留下的遺骸就會像下雪一樣紛紛揚(yáng)揚(yáng)地沉入深海。
當(dāng)這些遺骸順利抵達(dá)海底并被沉積物掩埋，它們體內(nèi)“鎖”住的碳元素就被封存起來。
而在溫暖的氣候條件下，氧氣在海洋中的溶解度會降低，更重要的是，表層海水中規(guī)模巨大的生物盛宴制造了太多的有機(jī)物，當(dāng)這些有機(jī)物沉入深海并開始腐爛分解時(shí)，負(fù)責(zé)分解的細(xì)菌會消耗掉深海中大量的氧氣，在這樣的情況下，海洋深處就會出現(xiàn)越來越多的“缺氧區(qū)”甚至“無氧區(qū)”。
在有氧的正常環(huán)境下，沉積物中的磷通常會與鐵氧化物結(jié)合，被牢牢地“鎖”在海底，不再參與循環(huán)，但是一旦環(huán)境變得缺氧，磷就“鎖”不住了，于是它們就會被釋放出來，重新溶解到海水之中。
一方面，陸地因?yàn)橄掠赀€在不斷送來“新”的磷，另一方面，海底因?yàn)槿毖跤职选芭f”的磷重新釋放出來。于是海洋中的磷濃度就會開始飆升，這進(jìn)一步刺激了表層海水中浮游植物的爆發(fā)，它們會制造出更多的有機(jī)物，而更多的有機(jī)物沉降，又會造成深海氧氣被進(jìn)一步消耗，進(jìn)而導(dǎo)致更多的磷被釋放……
隨著上述過程的進(jìn)行，那些原本應(yīng)該在大氣中維持溫室效應(yīng)的二氧化碳，就會被大量地“抽離”，隨后封存在海底地層中，進(jìn)而導(dǎo)致地球的氣溫不斷下降。
研究人員指出，在地質(zhì)時(shí)間尺度上，引發(fā)全球變暖的因素（即火山運(yùn)動大量釋放二氧化碳）通常是在較短時(shí)間內(nèi)發(fā)生，但這種“冷卻程序”啟動之后，卻具有巨大的“慣性”，通常都需要幾萬甚至幾十萬年的時(shí)間才能停下來，在此期間，地球氣溫會一路向下，情況嚴(yán)重的話，就可能會導(dǎo)致地球進(jìn)入冰河時(shí)期。
正如我們所知，現(xiàn)代地球也處于全球變暖的趨勢，那么，未來的地球也將因?yàn)檫@種“冷卻程序”而出現(xiàn)大降溫，從而進(jìn)入冰河時(shí)期嗎？
對此，研究人員利用理論模型進(jìn)行了推演，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這種“冷卻程序”依然可以在現(xiàn)代地球上啟動，而一旦啟動，其強(qiáng)度就足以導(dǎo)致地球進(jìn)入下一個(gè)冰河時(shí)期。
不過我們也不必為此太過擔(dān)心，因?yàn)檠芯咳藛T指出，現(xiàn)代地球大氣中含有約21%的氧氣，海洋也處于相對富氧的狀態(tài)，這就使得深海沉積物中的磷不容易被釋放出來。
這意味著，在現(xiàn)代地球上啟動這個(gè)“冷卻程序”的“門檻”，要比地球歷史上絕大多數(shù)時(shí)期都高很多，而在啟動之后，其效率也會有所降低，所以如果地球在未來真的出現(xiàn)了全球范圍的大降溫，并因此進(jìn)入冰河時(shí)期，也不會出現(xiàn)像“雪球地球”那樣的極端事件。
除此之外，對于我們?nèi)祟惗裕@種“冷卻程序”要讓地球進(jìn)入冰河時(shí)期，其所需要的時(shí)間很是漫長，可能是幾萬年甚至十幾萬年，因此從這方面來講，即使真有下一個(gè)冰河時(shí)期，它距離現(xiàn)在的我們也非常遙遠(yuǎn)。
參考資料：Instability in the geological regulation of Earth’s climate，Science（2025），Vol 389, Issue 6767，DOI: 10.1126/science.adh7730
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