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              MIT揭示地球“自救”機制,一次花費數十萬年

              地球 太陽 全球 變化
              學術頭條

              當前,氣候變化已經成為威脅全球 80 億人口和整個地球生態的“隱形殺手”。

              然而,在更久遠的地球歷史中,地球的氣候先后經歷了更多、更嚴重的變化——從全球火山活動大爆發到全球降溫的冰河時期,以及太陽輻射的劇烈變化等。

              但是,在過去的 37 億年中,地球生命的脈搏卻一直在“跳動”,這是為什么呢?

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              來自麻省理工學院的科學家 Constantin Arnscheidt、Daniel Rothman 在一項研究中證實,地球擁有一種“起死回生”的本領,可以在長達數十萬年的時間中調節自身的溫度,進行自救。

              也就是說,一種存在于地球上的“穩定反饋”(stabilizing feedback)機制,**可以在數十萬年的時間尺度上將全球氣候從崩潰的邊緣拉回來,使氣溫保持在一個穩定、宜居的范圍內。**這是科學家首次使用實際數據來證實穩定反饋的存在。

              相關研究論文以“Presence or absence of stabilizing Earth system feedbacks on different time scales”為題,已發表在科學期刊 Science Advances 上。

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              (來源:Science Advances)

              那么,地球是如何在一個長達數十萬年的周期中實現緩慢“自救”的?一個可能的機制是“硅酸鹽風化”。

              據介紹,在硅酸鹽巖石緩慢且穩定的風化過程中,其中發生的一種化學反應會將二氧化碳從大氣中吸出,并“困”在海洋沉積物和巖石中。

              **早在以往的研究中,科學家們就發現了地球碳循環存在氣候穩定效應的跡象:**對古巖石的化學分析表明,即使在全球氣溫劇烈波動的情況下,進出地球表面環境的碳通量仍然保持相對平衡;硅酸鹽風化模型預測,這一過程應該對全球氣候有一定的穩定作用;地球持久宜居的事實表明,存在某種內在的地質學機制來應對極端溫度波動。

              “這個星球的氣候受到過如此多外部劇烈變化的影響。為什么生命一直存在?有一種觀點認為,地球需要某種穩定機制來維持適合生命生存的溫度,” Arnscheidt 說,“但從來沒有數據表明,這種機制一直控制著地球的氣候?!?/strong>

              于是,Arns cheidt 和 Rothman 分析了過去 6600 萬年全球平均氣溫的歷史,并考慮了不同時間尺度(比如數萬年、數十萬年)上的整個時期,來觀察這些數據是否揭示了在地質時間尺度上控制全球溫度的穩定現象的模式特征。如果沒有穩定反饋,全球溫度的波動應該隨著時間尺度而增長。

              “在某種程度上,這就像你的汽車在街上加速行駛,當你踩下剎車,汽車滑了很長一段時間才會停下來,” Rothman 說,“當系統恢復到穩定狀態時,會有一個時間尺度,摩擦阻力或穩定反饋開始發揮作用?!?/p>

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              圖|溫度波動和反饋機制。(來源:該論文)

              然而,該研究揭示了一個波動但不增長的機制,即地球的溫度波動在數十萬年的時間尺度上得到控制,這意味著在波動增長到極端之前,全球氣候確實會受到一種穩定機制的作用。而且,這種穩定作用的時間尺度(幾十萬年)與科學家預測的硅酸鹽風化作用的時間尺度相吻合。

              因此,這種穩定反饋可以解釋,地球在過去的地質時期中是如何在劇烈的氣候事件中保持穩定和宜居的。

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              (來源:Pixabay)

              有趣的是,Arnscheidt 和 Rothman 發現,數據在更長的時間尺度上卻沒有顯示出任何穩定的反饋。也就是說,在超過一百萬年的時間尺度上,全球氣溫似乎沒有任何反復回落的跡象。

              那么,在這些較長的時間尺度上,是什么控制了全球氣溫呢?

              “有一種觀點認為,機會,可能在決定為什么 30 多億年后生命仍然存在的過程中發揮了重要作用,”Rothman 說。

              也就是說,隨著地球溫度在更長時間內波動,這些波動在地質意義上可能恰好足夠小,處在一個穩定的反饋范圍內,比如硅酸鹽風化,可以周期性地控制氣候在一個依據的條件下。

              Arnscheidt 說:“有些人會認為隨機機會是一個足夠好的解釋,另一些人則堅持必須有一個穩定反饋,而我們從數據中發現,答案可能介于兩者之間?!?換句話說,除了地球自己的穩定反饋,純粹的運氣也可能在保持地球持續適宜居住方面發揮了作用。

              對于這一發現,Arnscheidt 表示,“這是一個好消息,因為我們知道,通過這種穩定反饋,當前全球變暖最終會被抵消;但這一過程需要持續數十萬年的時間,速度不夠快,不足以解決人類當前面臨的氣候問題?!?/p>

              而且,地球每次的運氣都會那樣好嗎?

              參考鏈接:

              https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adc9241

              評論
              坦 蕩 蕩
              進士級
              地球擁有一種“起死回生”的本領,可以在長達數十萬年的時間中調節自身的溫度,進行自救。人類需要做的就是保護生態。
              2022-11-22
              科普5dc9249e
              庶吉士級
              氣候變化成為地球生態的“隱形殺手”,全球變暖對人類將是一場大規模的災難,保護地球,關愛地球,構建人類命運共同體是全世界的共同目標,行動起來吧!
              2022-11-22
              科普江華
              太傅級
              人類的過度開發,導致地球自然災害頻發,地球雖然能開啟“自救”機制,但由于耗時太長,不足于抵消地球人為的破壞速度,全世界的國家和人類應為保持和建立一個安全穩定生態宜居的地球環境做出積極貢獻。
              2022-11-22
              一级毛片女人高潮喷水图片

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