格陵蘭島冰層中的神秘特征可能畢竟不是來(lái)自太空

格陵蘭島冰蓋深處埋藏著一個(gè)令人費(fèi)解的化學(xué)特征，引發(fā)了激烈的科學(xué)爭(zhēng)論。

在冰芯（從冰蓋和冰川中鉆出的冰柱體）中發(fā)現(xiàn)的鉑濃度急劇上升，其歷史可追溯到大約 12,800 年前，這為以下假設(shè)提供了支持：地球被擊中當(dāng)時(shí)被一顆奇異的隕石或彗星所擊倒。

我們新研究提供了一個(gè)更平凡的解釋：這個(gè)神秘的鉑金簽名可能起源于冰島的火山裂縫噴發(fā)，而不是太空。

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時(shí)機(jī)很重要。鉑金峰值發(fā)生在我們星球最后一個(gè)大寒期——新仙女木事件開始時(shí)。這種情況持續(xù)了大約 12,870 至 11,700 年前，導(dǎo)致整個(gè)北半球的氣溫直線下降。

這發(fā)生在地球?qū)嶋H上從上一個(gè)冰河時(shí)代開始變暖的時(shí)候。了解是什么引發(fā)了這次寒流可以幫助我們了解地球氣候未來(lái)可能如何變化。

我們提出，地球氣候史上的這個(gè)冰凍階段實(shí)際上是由德國(guó)的一次大型火山噴發(fā)或一座未知火山的噴發(fā)引起的。

氣候之謎

冰芯表明，在長(zhǎng)達(dá)千年的新仙女木事件期間，格陵蘭島各地氣溫下降比現(xiàn)在低 15°C 以上。歐洲恢復(fù)到接近冰川的狀態(tài)，苔原取代了開始繁茂的森林。低緯度雨帶向南移動(dòng)。

傳統(tǒng)上接受的解釋涉及淡水大量釋放來(lái)自北美冰蓋融化。這種淡水脈沖擾亂了海洋環(huán)流，影響了溫度。

然而，其他研究人員提出，該事件是引發(fā)通過彗星或小行星沖擊北美上空.

2013 年，研究人員分析了作為格陵蘭冰蓋項(xiàng)目 （GISP2） 的一部分鉆探的冰芯，發(fā)現(xiàn)鉑濃度很高高于正常水平.

鉑與銥元素的比例也很不尋常，因?yàn)樘諑r石通常含有高含量的銥，而冰芯尖峰則沒有。冰芯特征與已知隕石或火山巖中看到的任何東西都大不相同。

太空撞擊論文的作者認(rèn)為，也許不尋常的冰化學(xué)反應(yīng)反映了一顆由鐵組成的不尋常小行星的撞擊。

隨后的一篇論文提出，冰的化學(xué)成分可以反映德國(guó)的拉赫 看到火山噴發(fā)，具有不尋常的地球化學(xué)，大約發(fā)生在那個(gè)時(shí)候。

為了驗(yàn)證這個(gè)想法，我們收集并分析了 17 個(gè)來(lái)自拉徹湖噴發(fā)留下的沉積物的火山浮石樣本。我們測(cè)量鉑、銥和其他微量元素創(chuàng)建化學(xué)指紋噴發(fā)的。

我們的結(jié)果很明確：Laacher See pumices 幾乎不含鉑，濃度低于或勉強(qiáng)達(dá)到檢測(cè)限。盡管一些鉑金在被困在巖石中之前可能已經(jīng)逃逸到大氣層中，但這次噴發(fā)顯然不是格陵蘭島鉑金尖峰的來(lái)源。

此外，當(dāng)我們使用更新的冰芯年代學(xué)仔細(xì)檢查時(shí)間時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)鉑金峰值實(shí)際上發(fā)生在新仙女木開始大約 45 年后——為時(shí)已晚，無(wú)法觸發(fā)冷卻。

該結(jié)果是獨(dú)立得出的，但與既往研究找到相同東西.重要的是，鉑濃度升高持續(xù)了 14 年，這表明事件是長(zhǎng)期的，而不是瞬間的小行星或彗星撞擊。

我們將冰芯的化學(xué)特征與其他各種地質(zhì)樣本進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)最接近的匹配是火山氣體凝析物（火山釋放的氣體從氣體冷卻為液態(tài)或固態(tài)時(shí)形成的產(chǎn)物），特別是來(lái)自海底火山的凝析物。

冰島的火山可以產(chǎn)生持續(xù)數(shù)年甚至數(shù)十年的裂縫噴發(fā)，與鉑峰值的 14 年持續(xù)時(shí)間相當(dāng)。在新仙女木之前的融化階段，冰島的火山活動(dòng)急劇增加，因?yàn)楸w融化降低了地殼的壓力。

至關(guān)重要的是，海底或冰下噴發(fā)與水的相互作用可以解釋這種不尋常的化學(xué)反應(yīng)。海水可以帶走硫化合物，同時(shí)將鉑等其他元素濃縮在火山氣體中。

然后，這些富含鉑的氣體可以前往格陵蘭島并沉積在冰蓋上，這解釋了奇怪的地球化學(xué)。

最近對(duì)冰島歷史噴發(fā)的研究支持了這一機(jī)制。8 世紀(jì)的卡特拉火山噴發(fā)產(chǎn)生了12 年峰值格陵蘭冰芯中的鉍和鉈等重金屬。10 世紀(jì)的埃爾德加火山噴發(fā)導(dǎo)致了鎘尖峰在冰川冰層內(nèi)。

盡管這些研究中沒有測(cè)量鉑，但這些例子表明冰島火山定期向格陵蘭冰蓋輸送重金屬。

冒煙的槍？

由于時(shí)間順序不匹配，導(dǎo)致鉑金飆升的機(jī)制是什么都沒有觸發(fā)年輕仙女木。然而，我們的研究確實(shí)強(qiáng)調(diào)了之前的結(jié)果，顯示多個(gè)冰芯中存在巨大的火山硫酸鹽峰值恰好重合隨著 12,870 年前開始變冷。

這次噴發(fā)，無(wú)論是來(lái)自拉徹湖噴發(fā)還是未知火山，都向大氣中注入了足夠的硫磺，可以與有記錄以來(lái)最大的噴發(fā)相媲美。

火山噴發(fā)可以通過將硫釋放到平流層、反射入射的陽(yáng)光并可能引發(fā)級(jí)聯(lián)的積極反饋包括海冰膨脹、風(fēng)型變化和洋流中斷，盡管未來(lái)的研究需要進(jìn)一步探索這一點(diǎn)。

新仙女木開始時(shí)周圍的大量火山強(qiáng)迫——當(dāng)時(shí)氣候已經(jīng)處于冰期和間冰期之間（寒流之間的時(shí)期）——可能提供了推動(dòng)地球氣候重新進(jìn)入寒冷狀態(tài)的推動(dòng)力。

值得注意的是，我們的研究重點(diǎn)是鉑穗，沒有考慮其他證據(jù)，例如球形（融化巖石的球形碎片）和黑墊（土壤中神秘的深色層），作為外星撞擊.

也就是說，根據(jù)我們對(duì)新結(jié)果和現(xiàn)有數(shù)據(jù)的分析，北半球的大型火山噴發(fā)似乎是對(duì)新仙女木事件最直接的解釋。

了解過去的氣候觸發(fā)因素對(duì)于預(yù)測(cè)未來(lái)至關(guān)重要。盡管在任何特定年份發(fā)生大型隕石撞擊或火山噴發(fā)的可能性都很低，但此類事件最終幾乎肯定會(huì)發(fā)生。

因此，了解地球氣候過去的反應(yīng)對(duì)于為下一次重大事件的后果做好準(zhǔn)備至關(guān)重要。

詹姆斯·巴爾迪尼， 地球科學(xué)教授，杜倫大學(xué)

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