格陵蘭島冰層中的神秘特征可能畢竟不是來自太空

格陵蘭島冰蓋深處埋藏著一個令人費解的化學特征，引發(fā)了激烈的科學爭論。

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

我們新研究提供了一個更平凡的解釋：這個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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時機很重要。鉑金峰值發(fā)生在我們星球最后一個大寒期——新仙女木事件開始時。這種情況持續(xù)了大約 12,870 至 11,700 年前，導致整個北半球的氣溫直線下降。

這發(fā)生在地球實際上從上一個冰河時代開始變暖的時候。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可能如何變化。

我們提出，地球氣候史上的這個冰凍階段實際上是由德國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，在長達千年的新仙女木事件期間，格陵蘭島各地氣溫下降比現在低 15°C 以上。歐洲恢復到接近冰川的狀態(tài)，苔原取代了開始繁茂的森林。低緯度雨帶向南移動。

傳統(tǒng)上接受的解釋涉及淡水大量釋放來自北美冰蓋融化。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目 （GISP2） 的一部分鉆探的冰芯，發(fā)現鉑濃度很高高于正常水平.

鉑與銥元素的比例也很不尋常，因為太空巖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為，也許不尋常的冰化學反應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，冰的化學成分可以反映德國的拉赫 看到火山噴發(fā)，具有不尋常的地球化學，大約發(fā)生在那個時候。

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

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

此外，當我們使用更新的冰芯年代學仔細檢查時間時，我們發(fā)現鉑金峰值實際上發(fā)生在新仙女木開始大約 45 年后——為時已晚，無法觸發(fā)冷卻。

該結果是獨立得出的，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，這表明事件是長期的，而不是瞬間的小行星或彗星撞擊。

我們將冰芯的化學特征與其他各種地質樣本進行了比較，發(fā)現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)時形成的產物），特別是來自海底火山的凝析物。

冰島的火山可以產生持續(xù)數年甚至數十年的裂縫噴發(fā)，與鉑峰值的 14 年持續(xù)時間相當。在新仙女木之前的融化階段，冰島的火山活動急劇增加，因為冰蓋融化降低了地殼的壓力。

至關重要的是，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反應。海水可以帶走硫化合物，同時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。

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

盡管這些研究中沒有測量鉑，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？

由于時間順序不匹配，導致鉑金飆升的機制是什么都沒有觸發(fā)年輕仙女木。然而，我們的研究確實強調了之前的結果，顯示多個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)，無論是來自拉徹湖噴發(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、反射入射的陽光并可能引發(fā)級聯的積極反饋包括海冰膨脹、風型變化和洋流中斷，盡管未來的研究需要進一步探索這一點。

新仙女木開始時周圍的大量火山強迫——當時氣候已經處于冰期和間冰期之間（寒流之間的時期）——可能提供了推動地球氣候重新進入寒冷狀態(tài)的推動力。

值得注意的是，我們的研究重點是鉑穗，沒有考慮其他證據，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，根據我們對新結果和現有數據的分析，北半球的大型火山噴發(fā)似乎是對新仙女木事件最直接的解釋。

了解過去的氣候觸發(fā)因素對于預測未來至關重要。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發(fā)生。

因此，了解地球氣候過去的反應對于為下一次重大事件的后果做好準備至關重要。

詹姆斯·巴爾迪尼， 地球科學教授，杜倫大學

本文轉載自對話根據知識共享許可。閱讀原文.

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