在过去的40万年里,永冻层的洞穴沉积物发生了惊人的变化,气候变化问题引起了人们的关注

多年冻土研究探险

根据麻省理工学院研究人员和他们的同事的一项新研究,在过去的40万年里,地球的永久冻土变得更加稳定,从那以后就不那么容易融化了。信贷:由研究人员提供

研究发现地球的冷冻表面变得不易解冻,可能锁定比预期更多的碳。

北半球近四分之一的土地,达到大约900万平方英里,占多年冻土,沉积物和岩石一次,多年来一直被冷冻固体。在阿拉斯加,西伯利亚和加拿大北极,持续冻结温度的巨大延伸,在植物和动物的腐烂位的形式中,持续冻结温度可见。

科学家估计,超过1400亿吨的碳被困在地球的永久冻土中。随着全球气温上升,永久冻土融化,这些冻结的储层可能会以二氧化碳和甲烷的形式逸入大气层,显著加剧气候变化。然而,人们对永久冻土层的稳定性知之甚少,无论是现在还是过去。

现在地质学家麻省理工学院波士顿学院和其他地方重建了过去150万年的永久冻土层历史。研究人员分析了加拿大西部地区的洞穴沉积物,发现了150万到40万年前,永久冻土易于融化的证据,即使是在北极高纬度地区。然而,从那时起,永久冻土融化仅限于亚北极地区。

分析洞穴沉积物

:研究人员分析了加拿大西部地区的洞穴沉积物,发现证据表明,在150万和400,000年之间,永久冻土,即使在高北极纬度,也易于解冻。信贷:由研究人员提供

结果,发表在科学推进,表明地球上的永久冻土在过去40万年里转向了一个更稳定的状态,而且从那以后不太容易融化。在这种更稳定的状态下,永久冻土层很可能保留了这段时间积累的大部分碳,几乎没有机会逐渐释放。

“最后40万年的稳定性可能实际上对我们有效,因为它允许碳在此次稳定地积累。融化现在可能导致大气中的碳释放大得多,而不是过去,“地球业大气和行星科学部门的副教授”副教授“参加大卫McGee。

McGee的合着者在麻省理工学院是Ben Hardt和Irit Tal;Nicole Biller-Celander,Jeremy Shakun,以及波士顿学院的Corinne Wong;Alberto Reyes在艾伯塔大学;渥太华大学的Bernard Lauriol;麦克马斯特大学的Derek Ford。

堆叠变暖

过去的暖化时期被认为是间冰期,或全球冰期之间的时期。这些地质上短暂的窗口可以使永久冻土变暖,从而融化。当水穿过地面进入洞穴时,在石笋和其他矿藏中可以看到古代永久冻土层解冻的迹象。这些洞穴,特别是在北极高纬度地区,往往遥远而难以进入,因此,人们很少知道永久冻土层的历史,以及它过去在变暖气候中的稳定性。

然而,2013年,牛津大学(Oxford University)的研究人员能够从西伯利亚的几个地方对洞穴沉积物进行取样;他们的分析表明,在40万年前,永久冻土融化在西伯利亚广泛存在。从那时起,结果显示永久冻土融化的范围大大缩小。

洞穴堆积物的样本

:总之,团队获得了74个样本的斯派科,或石笋,钟乳石和流动的部分,从每个区域的至少五个洞穴,代表各种洞穴深度,几何形状和冰川历史。信贷:由研究人员提供

Shakun和Biller-Celander想知道一个更加稳定的永久冻土的趋势是一个全球性的趋势,并寻求在加拿大进行类似的研究,以重建那里的永久冻土历史。他们与开拓者洞穴科学家劳尔米利奥和福特联系起来,他为他们从三个不同的永久冻土地区的多年来收集了洞穴沉积物的样本:加拿大南部的山脉,南北地区的Nahanni国家公园和北部北部。

总共可以获得74个样本的斯派科,或石笋,钟乳石和流动的部分,从每个区域的至少五个洞穴,代表各种洞穴深度,几何形状和冰川历史。每个采样的洞穴都位于暴露的斜坡上,很可能是多年冻土景观的第一部分,以加热。

将样品捕捉到麻省理工学院,其中McGee和他的实验室使用精确的地质龙学技术来确定每个样品层的年龄,每层反射一段时间的多年冻土。

“每个斯佩埃雷姆被沉积在堆积的交通锥上,”McGee说。“我们从最近,最年轻的层次开始约会永久冻土的最新时间。”

北极班

McGee及其同事使用了铀/钍地理学的技术及时约会每个Speleothem的层。该数据依赖于铀对其女儿同位素,钍230的自然衰变过程,以及铀溶于水的事实,而钍则不是。

“在洞穴上方的岩石中,随着水的渗透通过,它们积累铀并留下钍,”McGee解释道。“一旦水进入石笋表面并在零时沉淀出来,你就有铀,没有钍。然后逐渐,铀腐烂并产生钍。“

该团队从每个样品中钻出少量,并通过各种化学步骤溶解它们以分离铀和钍。然后它们通过质谱仪耗尽两个元素以测量它们的量,它们用于计算给定层年龄的比率。

冻土变化研究

:一些研究团队。信贷:由研究人员提供

从他们的分析来看,研究人员观察到从育空和最北部地点收集的样本钻孔样本不超过40万年,这表明Permafrost解冻从那时起就没有发生。

“可能已经有一些浅层的解冻,但就洞穴上方的整个岩石而言,在过去的40万年中没有发生,在此之前,在此之前更常见,”麦吉说。

结果表明,地球的永久冻土层在40万年前要不那么稳定,而且更容易融化,即使是在温度和大气二氧化碳水平与现代相当的间冰期,正如其他研究显示的那样。

“为了看到在400,000年前在400,000年前稳定的北极稳定性稳定的证据,甚至在类似条件下,北极可以是一个非常不同的地方,”McGee说。“它为我提出了关于导致北极转化为这种更稳定的条件的问题,以及可能导致它转移出来的原因。”

参考文献:“增加了加拿大斯皮埃尔斯普遍存在的持续持续持续性和碳周期概念,加拿大斯派克 - Celander,Jeremy D.Shakun,David McGee,Corinne I. Wong,Alberto V. Reyes,Ben Hardt,Iritt Tal,Derek C. Ford和Bernard Lauriol,2021年4月28日,科学推进
DOI:10.1126 / sciadv.abe5799

该研究部分受到国家科学基金会,国家科学基金会,加拿大国家科学和工程研究委员会和极地大陆架计划。

2评论关于“在过去的40万年里,由于洞穴沉积物显示出永久冻土的惊人变化,人们对气候变化的关注上升”

  1. “过去的暖化时期被认为是间冰期,或全球冰期之间的时期。”

    不,我们仍然在Neogene冰河时代,尽管目前在这种特殊的冰河时代经历了一系列中间夹层中的一个。也就是说,中间尖端可以在相同或不同冰龄的冰川之间贬低温暖的时期。

  2. 什么是伊斯兰教?⚠️

    伊斯兰教不仅仅是另一种宗教。

    它是由摩西,耶稣和亚伯拉罕宣讲的相同信息。

    伊斯兰教的字面意思是“服从上帝”,它教导我们与上帝有直接的关系。

    它提醒我们,因为上帝创造了我们,除了独自之外,没有人应该被崇拜。

    它还教导我们,上帝不像人,也不像我们能想象的任何东西。

    上帝的概念总结在古兰经中:

    {“说,他是神,唯一。神,是绝对的。他未曾生下,也未曾生下,没有能比他的。”}(古兰经112:1-4)[4]

    成为一个穆斯林并不是背弃耶稣。

    相反,它将回到耶稣的原来教义,遵守他。

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