休斯頓——(2021 年 12 月 20 日)——一個(gè)未知的罪魁禍?zhǔn)滓呀?jīng)從我們的大氣中去除氧氣至少 800,000 年，并且對(duì)保存在南極冰層中長(zhǎng)達(dá) 150 萬(wàn)年的氣泡的分析揭示了可能的嫌疑人。
“我們知道大氣氧含量在更新世晚期開(kāi)始略有下降，看起來(lái)冰川可能與此有關(guān)，”發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》上的地球化學(xué)研究的通訊作者、萊斯大學(xué)的Yuzhen Yan說(shuō)。“大約在同一時(shí)間，冰川作用變得更加廣泛和強(qiáng)烈，而冰川磨削這一簡(jiǎn)單事實(shí)會(huì)增加風(fēng)化作用。”
風(fēng)化是指分解巖石和礦物的物理和化學(xué)過(guò)程，其中最重要的是金屬的氧化。鐵生銹就是一個(gè)例子。在暴露于大氣氧氣或 O2 的鐵表面上迅速形成紅色氧化鐵。
賴斯地球、環(huán)境和行星科學(xué)系的博士后研究員嚴(yán)說(shuō)：“當(dāng)你將沉積物儲(chǔ)層的新鮮結(jié)晶表面暴露在氧氣中時(shí)，就會(huì)發(fā)生消耗氧氣的風(fēng)化作用。”
嚴(yán)說(shuō)，冰川促進(jìn)大氣氧消耗的另一種方式是暴露埋藏?cái)?shù)百萬(wàn)年的有機(jī)碳。
在嚴(yán)博士期間在普林斯頓大學(xué)的 Michael Bender 和John Higgins實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的研究中，Yan 參與了 2016 年由Daniel Stolper領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)研究，該研究現(xiàn)在是加州大學(xué)伯克利分校的助理教授，該研究利用冰芯中的氣泡來(lái)顯示氧氣在冰芯中的比例在過(guò)去的 80 萬(wàn)年里，地球的大氣層下降了大約 0.2%。
在《科學(xué)進(jìn)展》研究中，俄勒岡州立大學(xué)、緬因大學(xué)和加利福尼亞大學(xué)圣地亞哥分校的 Yan、Higgins 及其同事分析了較舊冰芯中的氣泡，以表明 O2 下降是在地球冰川周期長(zhǎng)度超過(guò)大約在 100 萬(wàn)年前翻了一番。
地球所處的冰河時(shí)代始于大約 270 萬(wàn)年前。隨后發(fā)生了數(shù)十次冰川循環(huán)。在每一個(gè)中，冰蓋交替增長(zhǎng)，覆蓋地球的三分之一，然后向極地退去。每個(gè)周期持續(xù)了大約 40,000 年，直到大約 100 萬(wàn)年前。大約在大氣氧開(kāi)始下降的同時(shí)，冰川循環(huán)開(kāi)始持續(xù)大約 10 萬(wàn)年。
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