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巨虫时代的“冰与火之歌”

2023-10-24中国科学院南京地质古生物研究所王冠群陈吉涛潘浩晨

科学大众 2023年18期

□文/中国科学院南京地质古生物研究所 王冠群 陈吉涛 潘浩晨

来自3 亿年前的环保警示

在地质史上, 发生过多次天翻地覆式的气候波动,其中最著名的一次就发生在号称“显生宙持续时间最长冰期”的晚古生代大冰期中。当时,地球上发生了一次“不讲武德”的巨量碳排放事件,几乎让当时的二氧化碳浓度翻倍,也让当时(石炭纪)的巨型昆虫走向末路。

那次碳排放事件和现代的碳排放相比,不论是二氧化碳的浓度数值还是所处的大环境都有相似性,因此对我们预测未来气候变化的情况有着极强的借鉴作用。

凛冬将至,在劫难逃

在地球生物的演化史上,石炭纪可谓是群雄并起、英才辈出的时期。得益于石炭纪早期种子植物的辐射和大发展,再加上趁着“植物收割机”——脊椎动物还在水陆间徘徊,成片的森林迅速占领了地球上每一寸适合生存的地方,这极大地改变了地球的环境。

首先,森林本身的光合作用会吸收大量的二氧化碳,二氧化碳会转化为植物体内的有机物。一旦植物死亡、变成煤层,碳也就随之被固定在地层中。

右侧地层中的坠石和较为平均整齐的地层格格不入,代表了冰川现象图片来源/陈吉涛拍摄于阿根廷

其次,大量的根系让原本坚固的地面变得松动和脆弱,导致硅酸盐岩风化加剧。硅酸盐在风化中会与二氧化碳反应,形成碳酸盐岩和二氧化硅,这也是一个固碳的过程。

最后,风化使得磷等陆源营养物质大规模灌入海洋,这对海洋中各种浮游藻类来说就是“大补丸”,它们迅速繁衍,让全球海洋生产力暴涨(今天人们称之为“藻华”“赤潮”等)。……

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