古新世-始新世极热事件:地球的异常高烧

在距今5600万年前,地球曾经在极短的时间内突然升温了6摄氏度,地球热得甚至连北极和南极地区都布满了热带雨林和鳄鱼,但是这次升温来得快去得也快,只持续了20万年时间,这就是非常著名的“古新世-始新世极热事件”。

古新世-始新世极热事件:地球的异常高烧

彼时的地球和现在有很大的不同,巴拿马地峡尚未连接北美洲和南美洲,这使得太平洋和大西洋之间可以直接进行低纬度环流。现在分隔南美洲和南极洲的德雷克海峡被关闭,这可能阻止了南极洲的热隔离。

古新世-始新世极热事件时地球的温度变化情况

在古新世-始新世极热事件发生之前的古新世,地球表面平均温度大约为22.3–28.3°C,而到了古新世-始新世极热事件时候,地球平均温度就上升到27.2–34.5°C,开始时候地球平均气温上升幅度大约为5~9℃。

这个时候热带地区的海洋海面平均温度高达36℃,一些海域的表面温度则超过了40℃,即便是当时印度洋的深海温度也升高了4~5℃。

古新世-始新世极热事件:地球的异常高烧

更夸张的其实是地球两极地区的气温,那个时候北极地区极昼的海面平均气温为23℃,与现代亚热带和暖温带海洋相当。极夜的平均温度也高达6℃,这意味着北极地区一整年都没有冰的存在,这也为后来的满江红事件的爆发创造了条件。

而当时的南极洲作为陆地,受到的全球变暖影响更加明显。根据现有的海洋和陆地环境区域记录,当时在南极洲,一年中的最低气温居然也有15℃,平均温度大约是23℃,即便是没有太阳的极夜,南极洲的温度也不会降到很低。

古新世-始新世极热事件对生态环境的破坏

这么快速的升温对于生态环境是毁灭性的,当地球温度上升的时候,海水会因热而膨胀,海平面会上升,其中一些地区的海面上升了20~50米,这导致大片海边平原被海水淹没。

在古新世-始新世极热事件刚开始的时候,海洋环流模式在不到5000年的时间内发生了根本性的变化。全球范围内的洋流方向发生了逆转。这种“倒退”的流动持续了四万年。这种变化会将温暖的海水输送到深海,从而进一步加剧变暖。

古新世-始新世极热事件:地球的异常高烧

而且海水温度上升还导致海水酸化了,虽然说随着温度的升高,二氧化碳的溶解性会降低,按理说海水的酸度应该是降低的,但是不要忘记在海底存在着大量的碳酸盐(比如碳酸钙等),温度的上升会加速海底碳酸盐的溶解过程,从而将更多的二氧化碳释放到海水中,最终导致海水酸化。

再加上温度上升,还导致海洋的蒸发增强,从而使得陆地上的降水大大增加,大量的风化沉积物被雨水冲到海洋中,造成海洋的富营养化。

这些因素叠加在一起,势必会对生命造成很大的影响。

比如科学家观测到在古新世-始新世极热事件开始的1000年时间里,35~50%的底栖有孔虫(尤其是在更深的水域)发生了大规模灭绝,这次事件对它们的影响甚至比之前灭绝恐龙的小行星还要大。

而对温度敏感的珊瑚在这个时期数量也降低到最低。

古新世-始新世极热事件对生态的好处

但是影响并不总是坏的,实际上因为高温导致南北极地区和高维度地区都成了热带和亚热带,这使得生物的活动区域反而大大增加。潮湿的环境导致现代亚洲哺乳动物依赖气候带向北迁徙。

古新世-始新世极热事件:地球的异常高烧

许多主要的哺乳动物分支——包括鬣狗科、偶蹄类、奇蹄类和灵长类——在古新世-始新世极热事件开始后13000到22000年出现并在全球范围内传播。

同样受益的还有各种昆虫,昆虫的多样性在这个期间也迎来了爆发式增长。随之而来的是植物的扩张,北极地区以棕榈树和阔叶林为主。

古新世-始新世极热事件是如何产生的?

关于这次极速升温事件的起因,目前科学家也提出了几个假说,我们就一起来看看:

假说一:甲烷打嗝

在海底蕴含着丰富的甲烷水合物,当温度升高到一定程度的时候,这些水合物会释放出大量的甲烷,而我们都知道甲烷是一种强效温室气体,它的温室效应是二氧化碳的33倍。当大量的甲烷进入大气中,就会造成全球气温的急剧上升。并且甲烷还能被氧化成二氧化碳,使得全球变暖持续时间更长。

假说二:火山喷发

那个时期正好出现了一个超级火山——北大西洋火成岩区,有科学家推测,这座火山一共向大气中释放了超过10000亿吨的碳。

古新世-始新世极热事件:地球的异常高烧

假说三:彗星撞击

这是一个很有趣的假说,假设一颗富含碳元素的彗星撞击地球,它能够在一瞬间改变大气中的二氧化碳含量,从而使得地球的温度发生极速的变化。

除此之外还有大型金伯利岩田喷发、地球轨道的变化、泥炭的燃烧、有机物的呼吸速率增加、海洋环流的变化等等原因。

古新世-始新世极热事件是如何结束的?

古新世-始新世极热事件的开始是狂暴的,只持续了20万年时间,但是它的结束同样充满了戏剧性,居然是靠一种不起眼的浮萍类植物——满江红,它们在封闭的北冰洋中疯狂的固碳,将大气中的二氧化碳固定在海底,从而促使地球温度的降低,这次事件也被叫做“满江红事件”。

虽然古新世-始新世极热事件距离我们已经很遥远了,但是它却在警示着人类,因为科学家认为,即便是在古新世-始新世极热事件时期,地球的升温速度也比不上工业化以后的现在。

根据计算,在极热事件时期,地球大气中每年大约增加3~17亿吨碳,而现在每年大气中新增的碳居然高达100亿吨,这一速率远远超过了古新世-始新世极热事件。因此科学家担忧地球即将迎来新一轮的升温,到时候可能程度比之前还要严重。

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