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对格陵兰岛岩石的分析推翻早期地球是大温室的假设

对格陵兰岛岩石的分析推翻早期地球是大温室的假设

    将时钟倒拨40亿年,回到一个名为太古代的时代,那时的太阳看起来比现在要昏暗30%。这里还存在一个问题:它无法为地球提供足够的热量,从而防止海洋变成永久的大冰原。如今,势不可挡的地质学证据表明,液态水在40亿年前海洋形成时便存在于我们的星球上,即使在冰河时代的全盛时期也是如此。那么究竟是什么提供了额外的热量呢?

    1972年,著名天文学家Carl Sagan提出,问题的答案就在地球的大气层中。Sagan和他的合作者George Mullen推测,在太古代时,二氧化碳气体的浓度非常之高——大约是现今水平的100倍,因此大气可以保持足够的热量,从而避免整个地球变成一个大冰球。然而迄今为止,没有人能够找到确凿的证据,证明地球曾是一个超级大温室。现在,研究人员终于找到了完全相反的证据。

    由丹麦哥本哈根大学的地球科学家Minik Rosing率领的一个研究小组,对位于格陵兰岛西南部的具有38亿年历史的铁矿石进行了分析。研究人员主要研究了两种矿石——磁铁矿和菱铁矿,它们能够提供有关大气中二氧化碳浓度的先兆信息。如果二氧化碳太多,则磁铁矿无法形成,反之,二氧化碳太少,则菱铁矿无法形成。根据这两种铁矿石的比例,研究小组发现,太古代时期的二氧化碳水平不会高于1000ppm(百万分之一)——这大约是现今二氧化碳浓度387ppm的3倍,并且不足以弥补昏暗的太阳所损失的热量。研究人员在4月1日出版的《自然》杂志上报告了这一研究成果。 

    Rosing表示,这一发现“非常令人吃惊”。至于谈到究竟是什么替代了二氧化碳为地球保温,他说,他的研究给出了两种可能性。第一,地球的大陆块在几十亿年前要小得多,这意味着海洋——其颜色通常要比陆地深——能够吸收更多的太阳热量。第二,由于地球上的生命都是刚刚形成的,有机体只会产生很少的气体以帮助云团的形成,因此更多的阳光能够直接到达地球表面。

    Rosing表示,这里一定还存在着一些其他因素。他说:“我认为我们的论文只是更进一步理解早期地球以及行星动力学机制的一长串问题中的一个环节。”

    美国大学公园城宾夕法尼亚州立大学的地球科学家James Kasting认为现在就放弃温室气体的假设为时尚早。他说,尽管当时的太阳很昏暗,但太古代的温度至少与现今的温度一样高。Kasting表示,用这篇论文给出的机制很难解释这种温暖的气候,“因此,我认为当时肯定还存在一些其他的温室气体”。


科学时报(群芳)





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