PDF《气候演变中的冰和碳》

13 C 值就成为追踪碳循环演变的有力手段. 例如在

5 500 万年前的古新世末期 ,南极深海底栖 有孔虫突然有

50 %的种绝灭 ,同位素分析发现在不 到6000 年之内δ

13 C 变轻

4 ‰,表层水温上升约

8 ℃ [22] .如此迅速的变化原来是海底天然气水合物种的 CH4大量释出 ,出水面后又氧化为 CO2 ,引起强烈的 温室效应 ,导致全球突然升温 ,15 万年后方才恢复 正常[23] .据估算 ,此次事件向大气放出的碳多达

15 000 亿t,是现在大气圈中总含量的两倍.此类海 底CH4引起的全球升温 ,至少在侏罗纪早期(1.

83 亿 年前) 也曾经发生过[24] ,在地质史上并不罕见.规 模更大的大气 CO2变化 ,发生在超级地幔柱上升形 成 大型火成岩体 的时候.最为突出的是温度较今 高出 7~14o C 的白垩纪 ,早在

16 年前就提出可能是 大气 CO2 浓度增高的结果[25] .后来的研究证明白 垩纪中期由于地幔柱上涌,形成了一批大型①Global Change and the Earth System:A Planet Under Pressure.

2001 , IG BP Science ,4. 汪品先 / 地学前缘 (Earth Science Frontiers)

2002 ,9(1)

87 图3地球表层系统的碳储库及碳循环 Fig.

3 Carbon reservoirs and carbon cycle in the Earth surface system A ― 碳储库 ;

B ― 碳循环(年数示循环的时间尺度) 图4大气二氧化碳浓度变化的纪录 Fig.

4 Variations of atmospheric CO2 concentration 大图示 Vostok 站南极冰芯中

42 万年来的 CO2 变化周期变化与近期人类活动影响 ;

左上方插图示夏威夷上空近

40 年来的浓度增长[20] 火成岩省 ,比如南印度洋的克格伦 ( Kerguelen) 海台 岩浆溢出的规模就与今天南极冰盖相当[26] ,而巨型 岩浆喷发使大气 CO2浓度增高 6~8 倍 ,正是这种超 级的 温室效应 造成了中白垩世的特殊温暖环 境[27 ,28] . 至于地球演化早期的碳循环 ,迄今为止知之甚 少.在陨石大量撞击下 ,高温的地球圈层也与今不 同 ,比如总要降温到 600o K以下 ,才会降下地球上第 一场雨.当时的太阳辐射量比现在低 ,但是大气中 CO2和........