研究显示冰川的融化是导致大气中含氧量下降的原因之一

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在过去80万年中,冰川的持续融化是大气中氧含量下降的原因之一。科学家最近通过分析150万年前南极冰层下的气泡得出了这一结论。《地球化学研究》的通讯作者、莱斯大学的严玉珍(音译)在《科学进步》杂志上发表文章说:“我们知道大气中的氧含量在晚更新世开始略有下降。似乎冰川可能与此有关。”。

研究显示冰川的融化是导致大气中含氧量下降的原因之一-第1张图片-IT新视野

他继续说:“冰川运动几乎同时变得更加广泛和强烈,冰川研磨这一简单事实加剧了风化作用。”。风化是指分解岩石和矿物的物理和化学过程,其中金属的氧化是最重要的。铁锈就是一个例子。红色氧化铁在暴露于大气中的氧气(或O2)的铁表面上快速形成。

赖斯大学地球、环境和行星科学系的博士后研究助理阎说:“当你将沉积库中的新鲜晶体表面暴露在氧气中时,你将经历耗氧风化。”。严说,冰川促进大气耗氧量的另一种方式是暴露埋藏了数百万年的有机碳。

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在普林斯顿大学米迦勒·本德和约翰·希金斯实验室攻读博士学位时,严参加了Daniel Stolper领导的2016项研究(现在是加利福尼亚大学的助理教授伯克利),该研究利用冰芯中的气泡表明,在过去80万年中,地球大气中的氧气比例下降了约0.2%。

在科学研究的进程中,来自俄勒冈州立大学、缅因大学和加利福尼亚大学的严、希金斯和他的同事们分析了更早的冰芯中的气泡,并显示了在100万年前地球冰川周期的长度增加了一倍以上之后,氧的减少开始了。

今天的地球冰河时代大约始于270万年前。然后有几十个冰川周期。在每个周期中,冰盖交替生长,覆盖了地球的三分之一,然后退到两极。每个周期持续了大约40000年,直到大约一百万年前。大约在大气中的氧气开始减少的同时,冰川周期开始持续大约10万年。

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阎说:“下降的原因是氧气的产生速率低于氧气的消耗速率。这就是我们所说的源和汇。源是产生氧气的东西,而汇是消耗或拖拽氧气的东西。在这项研究中,我们释放降解作为对氧气的更大拖拽,这意味着消耗更多。”。

阎说,地球的生物圈并没有导致这种下降,因为它是平衡的,从大气中吸收的氧气和它产生的氧气一样多。从全球来看,风化是最有可能消耗足够氧气来解释衰退的地质过程。Yan和他的同事考虑了两个风化加剧的案例。

全球海平面随着冰川的前进而下降,随着冰川的后退而上升。当冰川周期长度增加一倍以上时,海平面的波动幅度增加一倍以上。随着海岸线的推进,以前被水覆盖的土地将暴露在大气中氧气的氧化能力之下。

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