古代氣候分析揭示了未知的全球過程 _氣候

對全球100多個地理地點的研究進行回顧，概述了每個大陸塊，揭示了地質記錄中全球范圍內的巨大差距。圖片來源：Bernd Dittrich/Unsplash
據斯坦福大學（Adam Hadhazy）：根據被廣泛引用的傳統模型，大約3400萬年前的冷卻和海平面的大幅下降應該導致廣泛的大陸侵蝕，并在海底沉積了大量的砂質物質。畢竟，這是自恐龍滅絕以來地球上最劇烈的氣候轉變之一。
然而，斯坦福大學對幾十年前數百項研究的一項新回顧相反地報告說，在所有七大洲的邊緣，幾乎沒有發現可以追溯到這一轉變的沉積物。本周，《地球科學評論》發表了地質記錄中這一全球廣泛空白的發現。
斯坦福大學多爾可持續發展學院Welton Joseph and Maud L'Anphere Crook教授、該研究的資深作者Stephan Graham說：“研究結果讓我們想知道，‘所有的沉積物都去了哪里？’” 。“回答這個問題將有助于我們更好地了解沉積系統的功能以及氣候變化如何影響深海沉積記錄。”
地質空白為沉積物沉積和侵蝕過程以及劇烈氣候變化帶來的更廣泛的環境信號提供了新的見解，這可以幫助研究人員更好地掌握當今氣候變化的全球嚴重性。
“我們首次對始新世-漸新世極端過渡期間地球上最大的沉積物質量運動系統的研究不足的反應進行了全球性的考察， ”研究主要作者Zack Burton博士說，他現在是蒙大拿州立大學地球科學助理教授。
斯坦福大學地球與行星科學副教授Tim McHargue也是該研究的合著者。
從溫室到冰庫
在始新世-漸新世期間，地球經歷了深刻的行星冷卻。南極洲出現了巨大的冰蓋，這里以前沒有冰，全球海平面驟降，陸地和海洋生物嚴重死亡。
在此之前，根據氣候代理記錄，在大約5600萬至3400萬年前的始新世早期，地球的溫度和海平面是自6600多萬年前恐龍在地球上行走以來最高的。
Burton及其同事最初專注于探索早始新世條件對深海沉積體系的影響。2023年發表在《科學報告》上的這項研究發現，地球大陸邊緣的海洋盆地中有豐富的富含沙子的沉積物。
研究小組將這種沉積增加主要歸因于氣候和天氣條件加劇，加劇了土地侵蝕。他們的好奇心被激起了，伯頓和同事們隨后將調查擴展到始新世晚期和漸新世早期，當時地球突然從“溫室”和“溫室”氣候轉變為相反的“冰庫”氣候。
在這項新研究中，研究人員煞費苦心地研讀了記錄海底數公里以下古代沉積物的科學技術文獻，調查了過去十年至一個多世紀前發表的研究。文獻包括海上石油和天然氣鉆探研究、陸上巖石露頭研究，甚至對地震數據的解釋，以推斷始新世-漸新世沉積物特征。總共包括了全世界一百多個地理位置，概述了每個大陸。
格雷厄姆說，雖然這項研究的文獻分析方法本身并不新鮮，但龐大的在線數據庫使這種方法的規模可能非常有啟發性。格雷厄姆說：“地質歷史上可能還有其他類似的事件需要更仔細的調查，而開始調查的方法就是做我們所做的事情——對某些可疑時期的全球地質文獻進行徹底的調查。”
伯頓說：“重新評估、重新調查和重新分析在某些情況下已經發表了幾十年的文獻的實際過程是具有挑戰性的，但可能會非常富有成效。” 。“這種方法可以帶來令人興奮和意想不到的發現，就像我們在這里所做的那樣。”
完全出乎意料
當Burton和他的同事們翻閱匯編的數據清單時，他們對明顯的沉積物沒有顯示越來越困惑。
伯頓說：“我們沒有看到豐富的富含沙子的沉積物，就像我們對始新世早期溫暖氣候的研究一樣。” 。“相反，我們看到，在始新世-漸新世的極端氣候變冷和海洋變化期間，形成了突出的、廣泛的侵蝕不整合面，換句話說，巖石記錄中的空白。”
研究人員提出了一些關于為什么會出現這種沉積不足的理論。由水溫和鹽度驅動的劇烈海底洋流可能是由主要的氣候變化引發或放大的，可能會侵蝕海底并沖走從大陸流出的沉積物。
與此同時，海平面下降暴露的大陸架機制可能使沉積物完全繞過沉積盆地中較近的部分，將沉積物送到更遠的海底深海平原。更受地區限制的過程，如南極洲周圍的冰川侵蝕，也可能發揮了作用。
無論機制如何，它們共同在每個大陸周圍的海洋盆地創造了類似的侵蝕場景。這種普遍性指向了研究人員所說的全球控制——這意味著從最高的陸地到最深的水域，到處都能感受到深刻的氣候變化。
通過這種方式，始新世-漸新世邊界的突然氣候事件及其沿大陸邊緣新觀察到的實質性影響可以幫助研究人員更好地掌握當今氣候變化的全球嚴重性。斯坦福大學的研究人員表示，盡管與始新世-漸新世過渡相比，過去幾個世紀人為造成的氣候變化目前總體規模要小得多，但其發生速度驚人。
格雷厄姆說：“我們的發現可以幫助我們了解在快速氣候變化的情況下，地球表面可能發生的根本性變化。” 。“地質歷史告訴我們現在，尤其是未來。”