火山曾拯救地球气候，如今却也无能为力

类似勘察加半岛这样的大陆火山弧会迅速风化。

phys.org网站当地时间8月23日报道，通过探索过去4亿年内地球、海洋和大气过程的综合影响，英国南安普顿大学领导的国际团队发现：火山不止会向大气释放二氧化碳，也会消除大气中的二氧化碳。这对地球表面的温度起到了稳定作用。当地时间8月23日，相关论文刊登在《自然·地球科学》杂志中。

地表岩石的自然分解和溶解被称作化学风化。化学风化对地球的影响至关重要，因为风化作用的产物经由河流进入海洋，并在海洋中形成矿物质，锁住二氧化碳。这种反馈机制可以调节大气中的二氧化碳水平，进而调节全球气候。

南安普顿大学地球科学副教授Tom Gernon博士说：“从这方面来看，地表的风化作用扮演了地质恒温器的角色。然而，由于地球系统的复杂性，其根本控制作用很难确定。”由于许多地球过程相互关联，这些过程及其影响之间存在时间滞后效应。因此，理解系统中特定过程的相对影响一直是一个棘手的问题。这次，Gernon团队融合机器学习算法和板块构造重建，打造了一种全新的“地球网络”。这使他们能够识别地球系统内的主导相互作用以及它们随时间的变化情况。

研究人员发现，大陆火山弧是过去4亿年间风化强度的最重要驱动因素。如今，大陆火山弧由线状分布的火山构成，例如南美洲的安第斯山脉和美国的卡斯卡特山脉，它们是地球上海拔最高、侵蚀速率最快的地貌之一。由于火山岩破碎且具有化学活性，它们很快就会被风化并冲入海洋。南安普顿大学地球化学教授Martin Palmer说：“这是一种平衡机制。一方面，火山喷出大量二氧化碳，这提高了大气的二氧化碳水平。另一方面，火山通过快速的风化反应除去了碳元素。”

新发现对一个传统观点形成了冲击，即地球长期的气候稳定性反映了海底风化和大陆内部风化之间的平衡。Gernon博士说：“陆地和海洋之间的‘拉锯战’是地球表面风化的主要驱动因素吗？这个观点并未得到数据的支撑。不幸的是，这并不意味着大自然会将人类从气候变化的悲剧中拯救出来。如今，大气中的二氧化碳水平已经达到了近300万年来的顶峰，人为排放的二氧化碳大约为火山排放的150倍。在过去，大陆火山弧似乎拯救过地球，但它已经无法抵消现在的二氧化碳排放。”

Gernon博士指出，这次的研究表明，运用类似大陆火山弧环境中的钙基碱性火山物质，或许能降低大气中的二氧化碳水平。但Gernon博士也强调：“这只是应对气候变化的锦上添花的方案之一。”

编译：雷鑫宇 审稿：西莫 责编：陈之涵

期刊来源：《自然·地球科学》

期刊编号：1752-0894

原文链接：https://phys.org/news/2021-08-volcanoes-safety-valve-earth-long-term.html

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