Tin tức Vũ trụ TV

Những ngọn núi lửa cổ đại từng làm tăng lượng carbon đại dương, nhưng con người hiện đang vượt xa chúng

Ngày:
Oct 06, 2020
Tóm lược:

Một nghiên cứu mới về một thời kỳ cổ đại được coi là tương tự tự nhiên gần nhất với kỷ nguyên phát thải carbon của con người hiện đại đã phát hiện ra rằng núi lửa khổng lồ đã gửi những làn sóng carbon lớn vào đại dương trong hàng nghìn năm – nhưng bản chất đó không phù hợp với những gì con người đang làm ngày nay.

Share:
CÂU CHUYỆN ĐẦY ĐỦ

Một nghiên cứu mới về một thời kỳ cổ đại được coi là tương tự tự nhiên gần nhất với kỷ nguyên phát thải carbon của con người hiện đại đã phát hiện ra rằng núi lửa khổng lồ đã gửi những làn sóng carbon lớn vào đại dương trong hàng nghìn năm – nhưng bản chất đó không gần giống với những gì con người đang làm ngày nay. Nghiên cứu ước tính rằng con người hiện đang đưa nguyên tố vào nhanh hơn từ 3 đến 8 lần, hoặc thậm chí có thể hơn. Hậu quả đối với cuộc sống cả dưới nước và trên cạn đều tiềm ẩn rất nhiều thảm họa. Phát hiện này xuất hiện trong tuần này trên tạp chí Proceedings of the National Academy of Sciences .

Các nhà nghiên cứu tại Đài quan sát Trái đất Lamont-Doherty của Đại học Columbia đã kiểm tra các điều kiện đại dương cách đây 55,6 triệu năm, thời điểm được gọi là Cực đại nhiệt Paleocen-Eocene (PETM). Trước đó, hành tinh này đã ấm hơn đáng kể so với hiện tại, và mức CO 2 tăng vọt của PETM đã khiến nhiệt độ tăng thêm từ 5 đến 8 độ C (9 đến 14 độ F). Các đại dương hấp thụ một lượng lớn carbon, thúc đẩy các phản ứng hóa học khiến nước trở nên có tính axit cao và giết chết hoặc làm suy yếu nhiều loài sinh vật biển.

Các nhà khoa học đã biết về sự gia tăng carbon PETM trong nhiều năm nhưng cho đến nay vẫn chưa rõ nguyên nhân gây ra nó. Ngoài núi lửa, các giả thuyết còn bao gồm sự hòa tan đột ngột của mêtan đóng băng (chứa carbon) từ bùn đáy đại dương, hoặc thậm chí là vụ va chạm với sao chổi. Các nhà nghiên cứu cũng không chắc chắn về lượng carbon dioxide hiện diện trong không khí và do đó các đại dương đã hấp thụ bao nhiêu. Nghiên cứu mới củng cố cả lý thuyết núi lửa và lượng carbon được thải vào không khí.

Một loài foraminifera sống, một loại sinh vật phù du biển, mà các nhà nghiên cứu đã nuôi cấy trong phòng thí nghiệm. Để tái tạo lại khí hậu trong quá khứ, các mẫu vật hóa thạch được thu thập từ trầm tích biển sâu. (Bärbel Hönisch)
Một loài foraminifera sống, một loại sinh vật phù du biển, mà các nhà nghiên cứu đã nuôi cấy trong phòng thí nghiệm. Để tái tạo lại khí hậu trong quá khứ, các mẫu vật hóa thạch được thu thập từ trầm tích biển sâu.
(Bärbel Hönisch)

Tác giả chính Laura Haynes hiện là trợ lý giáo sư tại Vassar College, người đã thực hiện nghiên cứu này khi còn là sinh viên tốt nghiệp tại Lamont-Doherty, cho biết nghiên cứu có liên quan trực tiếp đến ngày nay. Bà nói: “Chúng tôi muốn hiểu hệ thống trái đất sẽ ứng phó với lượng khí thải CO 2 nhanh chóng như thế nào . “PETM không phải là thiết bị tương tự hoàn hảo, nhưng nó là thứ gần nhất mà chúng tôi có. Ngày nay, mọi thứ đang chuyển động nhanh hơn nhiều”.

Cho đến nay, các nghiên cứu biển về PETM dựa trên dữ liệu hóa học ít ỏi từ các đại dương và các giả định dựa trên một mức độ phỏng đoán nhất định mà các nhà nghiên cứu đưa vào các mô hình máy tính.

Các tác giả của nghiên cứu mới đã trả lời các câu hỏi trực tiếp hơn. Họ đã thực hiện điều này bằng cách nuôi cấy các sinh vật biển nhỏ có vỏ gọi là foraminifera trong nước biển mà họ có công thức giống với các điều kiện có tính axit cao của PETM. Họ đã ghi lại cách các sinh vật hấp thụ nguyên tố bo vào vỏ của chúng trong quá trình sinh trưởng. Sau đó, họ so sánh những dữ liệu này với các phân tích về boron từ foraminifera hóa thạch trong lõi đáy biển Thái Bình Dương và Đại Tây Dương trải dài PETM. Điều này cho phép họ xác định các dấu hiệu đồng vị carbon liên quan đến các nguồn carbon cụ thể. Điều này chỉ ra rằng núi lửa là nguồn gốc chính – có thể là từ những vụ phun trào lớn tập trung xung quanh khu vực bây giờ là Iceland, khi biển Bắc Đại Tây Dương mở ra, và bắc Bắc Mỹ và Greenland tách khỏi Bắc Âu.

Đồng tác giả nghiên cứu Bärbel Hönisch chụp foraminifera tám dặm tắt Puerto Rico, gần bề mặt đại dương. Các mẫu vật được đưa trở lại phòng thí nghiệm để ủ trong điều kiện có kiểm soát. (Laura Haynes)
Đồng tác giả nghiên cứu Bärbel Hönisch chụp foraminifera tám dặm tắt Puerto Rico, gần bề mặt đại dương. Các mẫu vật được đưa trở lại phòng thí nghiệm để ủ trong điều kiện có kiểm soát. (Laura Haynes)

Các nhà nghiên cứu cho biết các xung carbon, mà những người khác ước tính kéo dài ít nhất 4.000 đến 5.000 năm, đã bổ sung 14,9 triệu tỷ tấn carbon vào các đại dương – tăng 2/3 so với hàm lượng trước đó của chúng. Các-bon sẽ sinh ra từ CO 2 được thải ra trực tiếp từ các vụ phun trào, quá trình đốt cháy các đá trầm tích xung quanh và một số khí mê-tan bốc lên từ độ sâu. Khi các đại dương hấp thụ carbon từ không khí, nước trở nên có tính axit cao và vẫn như vậy trong hàng chục nghìn năm. Có bằng chứng cho thấy điều này đã giết chết nhiều sinh vật biển sâu, và có thể cả các sinh vật biển khác.

Ngày nay, lượng khí thải của con người đang khiến lượng carbon dioxide trong khí quyển tăng vọt, và các đại dương lại đang hấp thụ phần lớn lượng khí thải này. Sự khác biệt là các nhà khoa học giới thiệu nó nhanh hơn nhiều so với các núi lửa đã làm – trong vòng vài thập kỷ thay vì hàng thiên niên kỷ. Mức độ khí quyển đã tăng từ khoảng 280 phần triệu vào những năm 1700 lên khoảng 415 ngày nay, và chúng đang trên đà tiếp tục tăng nhanh. Mức độ khí quyển sẽ cao hơn nhiều nếu các đại dương không hấp thụ quá nhiều. Khi chúng xảy ra, quá trình axit hóa nhanh chóng đang bắt đầu gây căng thẳng cho sinh vật biển.

“Nếu bạn bổ sung carbon từ từ, các sinh vật sống có thể thích nghi. Nếu bạn làm điều đó rất nhanh, đó thực sự là một vấn đề lớn”, đồng tác giả của nghiên cứu Bärbel Hönisch, một nhà địa hóa học tại Lamont-Doherty, cho biết. Bà chỉ ra rằng ngay cả với tốc độ chậm hơn nhiều của PETM, các sinh vật biển vẫn phải chịu những cái chết lớn. “Quá khứ đã chứng kiến ​​một số hậu quả thực sự nghiêm trọng và điều đó không mang lại điềm báo tốt cho tương lai. Chúng ta đang vượt xa quá khứ, và hậu quả có lẽ sẽ rất nghiêm trọng.”


Nguồn truyện:

Tài liệu do Viện Trái đất tại Đại học Columbia cung cấp . Bản gốc do Kevin Krajick viết. Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa về kiểu dáng và độ dài.


Tham khảo Tạp chí :

  1. Laura L. Haynes, Bärbel Hönisch. Kiểm kê carbon trong nước biển tại Cực đại nhiệt Paleocen – Eocen . Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia , năm 2020; 202003197 DOI: 10.1073 / pnas.2003197117

Bài viết liên quan

Bài viết mới