本文最初發表於 對話。 該出版物為 Space.com 上的文章做出了貢獻 專家之聲：專欄與見解。
我們的星球在其歷史上經歷了劇烈的氣候變化，在“冰凍”期和“暖”冰凍期之間振盪。溫室”，他強調說。
科學家們長期以來一直將這些聯繫起來 氣候變化 大氣中二氧化碳的波動。然而，新的研究表明，這種碳的來源及其背後的驅動力比之前想像的要復雜得多。
事實上，構造板塊圍繞地球表面的運動方式對氣候起著巨大的、以前被低估的作用。碳不僅僅出現在板塊交匯處。地方 構造板塊 彼此之間的距離也很重要。
我們的新研究發表在期刊上 通訊、土地和環境 揭示了過去 5.4 億年來地球板塊構造如何幫助塑造全球氣候。
深入研究碳循環
在地球板塊交彙的邊界處，我們看到了一系列火山，稱為 火山弧。與這些火山相關的融化釋放了數千年來被困在岩石中的碳，將其帶到地球表面。
從歷史上看，人們一直認為這些火山弧是將二氧化碳注入大氣的罪魁禍首。
我們的研究結果挑戰了這一觀點。相反，我們認為洋中脊和大陸裂谷（構造板塊分叉的位置）在整個地質時期驅動地球碳循環方面發揮了更重要的作用。
這是因為世界海洋從大氣中吸收了大量二氧化碳。它們將大部分儲存在海底富含碳的岩石中。數千年來，這個過程可以在海底產生數百米的富碳沉積物。
當這些岩石在板塊構造的驅動下繞地球移動時，它們最終可以穿過俯衝帶——構造板塊匯聚的地方。這會將它們的二氧化碳負荷釋放回大氣中。
這被稱為“深層碳循環為了追踪地球內部熔融物、海洋板塊和大氣之間的碳流動，我們可以使用構造板塊在地質時期如何遷移的計算機模型。
我們發現了什麼
通過使用計算機模型重建地球如何移動儲存在構造板塊中的碳，我們能夠預測過去 5.4 億年的主要溫室和冰氣候。
在溫室時期，當地球變暖時，釋放的碳多於含碳岩石中捕獲的碳。相比之下，在冰河時代，地球海洋中的碳封存占主導地位，降低了大氣中的二氧化碳水平並導致變冷。
我們研究的亮點之一是深海沉積物在調節大氣二氧化碳方面的關鍵作用。當地球構造板塊緩慢移動時，它們攜帶富含碳的沉積物，這些沉積物最終通過稱為俯衝的過程返回地球內部。
我們證明，這個過程是決定地球是否處於溫室狀態或冰凍狀態的主要因素。
看看
對火山弧作用的理解發生變化
從歷史上看，火山弧排放的碳被認為是大氣二氧化碳的最大來源之一。
然而，這一過程直到最近 1.2 億年才開始佔據主導地位，這要歸功於 浮游鈣化物。這些微小的海洋動物屬於浮游植物家族，其主要才能是將溶解的碳轉化為鈣。 他們有責任 用於將大量大氣碳封存在海底沉積的富碳沉積物中。
浮游鈣化物僅在大約 2 億年前進化，並在大約 1.5 億年前遍布世界海洋。因此，過去 1.2 億年來，沿著火山弧釋放到大氣中的碳的高比例主要是由於這些生物產生的富含碳的沉積物。
在此之前，我們發現碳排放 大洋中脊 大陸裂谷（構造板塊分叉的區域）實際上對大氣中的二氧化碳產生了更多的影響。
未來的新視角
我們的發現為地球構造過程如何塑造並將繼續塑造我們的氣候提供了新的視角。
這些結果表明地球氣候不僅僅由大氣碳驅動。相反，氣候受到地球表面碳排放與海底沉積物中碳排放方式之間複雜平衡的影響。
這項研究還提供了對未來氣候模式的重要見解，特別是在當前關注的背景下 二氧化碳含量增加。
我們現在知道，地球的自然碳循環受到我們腳下不斷變化的構造板塊的影響，在調節地球氣候方面發揮著至關重要的作用。
了解這種深度時間視角可以幫助我們更好地預測未來 氣候情景 和 人類活動的持續影響。
