自然探索：1.3萬(wàn)年前，地球為何突然變冷？


Hall洞穴的考古挖掘中發(fā)現了可用于地球化學(xué)分析的沉積物，其時(shí)間跨度大約為2萬(wàn)到6千年。圖片來(lái)源：Michael Waters,Texas A&M University
來(lái)自休斯敦大學(xué)、貝勒大學(xué)和得克薩斯農工大學(xué)的研究人員發(fā)現了地球在1.3萬(wàn)年前急劇降溫的證據，當時(shí)地球溫度降低了約3攝氏度。
研究人員說(shuō)，這些證據掩埋在得克薩斯州中部的一個(gè)洞穴中，那里的沉積物層保留了古代火山噴發(fā)的獨特地球化學(xué)特征，然而這些特征從前被誤認為是來(lái)源于地外天體的撞擊。這一誤認事件的解決情況發(fā)表在《科學(xué)·進(jìn)展》雜志上。
休斯頓大學(xué)地球科學(xué)教授A(yíng)lan Brandon博士說(shuō)：“這項研究表明，與降溫事件有關(guān)的地球化學(xué)特征變化不是唯一的，而是在9000到15000年前發(fā)生了四次?！?因此，這次降溫事件的誘因并非來(lái)自太空。先前的地球化學(xué)證據表明大氣中有大型流星爆炸反而反映了一個(gè)重大火山大爆發(fā)的時(shí)期?！?br> 火山爆發(fā)后，氣溶膠在全球范圍內擴散，將射入的太陽(yáng)輻射反射到地球之外，根據火山爆發(fā)的規模和時(shí)間跨度，這可能導致全球在爆發(fā)后冷卻一到五年。
研究表明，科學(xué)上稱(chēng)為“新仙女木”(Dryas)的嚴寒時(shí)期是由大量巧合的地球過(guò)程引起的，并不是來(lái)自地外天體的撞擊。

新仙女木期（橘色箭頭所指處）的氣溫變化。
文章合著(zhù)者、貝勒大學(xué)地球科學(xué)教授Steven Forman說(shuō)：“大約在13000年前發(fā)生的新仙女木事件擾亂了上一個(gè)冰河時(shí)代末期的明顯變暖趨勢?！?br> Forman說(shuō)：“地球的氣候可能在新仙女木期達到了一個(gè)轉折點(diǎn)，可能是冰蓋流入北大西洋、積雪的增加以及劇烈的火山噴發(fā)三者共同作用導致了北半球的劇烈降溫?！?br> 得克薩斯農工大學(xué)第一美洲人研究中心（Center for the First Americans）的主任Michael Waters博士說(shuō)：“這段快速降溫的時(shí)期與包括猛犸象和乳齒象在內的許多物種的滅絕有關(guān)，同時(shí)也與具有克洛維斯人（Clovis）傳統的早期人類(lèi)的出現相吻合?！?br> 休斯頓大學(xué)的科學(xué)家Brandon和論文的第一作者、博士候選人Nan Sun完成了對得克薩斯州山區霍爾洞穴收集的沉積物的同位素分析。分析的重點(diǎn)是難以測量的鋨以及高親鐵元素的水平（萬(wàn)億分之一），這些元素包括銥、釕、鉑、鈀和錸等稀有元素。研究人員確定，得州沉淀物中元素的相對比例顯示這些沉積物不受撞擊地球的隕石或小行星的影響。
這意味著(zhù)冷卻不可能是由地外天體撞擊所造成。一定是地球上發(fā)生了些什么。但到底發(fā)生了什么呢？
Sun說(shuō)：“鋨同位素分析的特征和元素的相對比例與之前報告的火山氣體相吻合?！?br>

這個(gè)坑穴是重61.9公克的諾瓦托隕石造成的，它在2012年10月17日擊中某戶(hù)人家的屋頂。圖片來(lái)源：Wikipedia
貝勒大學(xué)火山學(xué)家Kenneth Befus博士補充說(shuō):“這些特征很可能是整個(gè)北半球大型火山噴發(fā)的結果，包括阿留申群島、喀斯卡德甚至歐洲的火山?！?br> “對此我持懷疑態(tài)度。我們盡可能地提出另一種解釋?zhuān)踔帘苊獾贸鲞@個(gè)結論，” Brandon說(shuō),“火山爆發(fā)曾被認為是一種可能的解釋?zhuān)怯捎跊](méi)有相關(guān)的地球化學(xué)跡象而被普遍否定?！?br> 他說(shuō)，火山噴發(fā)引起新仙女木事件，是一個(gè)新穎、令人興奮的想法。然而研究人員稱(chēng)，僅僅一次的火山大爆發(fā)是否會(huì )導致能觀(guān)察到的溫度下降，仍然是一個(gè)懸而未決的問(wèn)題。
通?；鹕奖l(fā)會(huì )在噴發(fā)的那一年造成噴發(fā)口附近地區的溫度急劇下降，而在其噴發(fā)后的幾年中，冷卻程度則會(huì )大大降低。Forman稱(chēng)，新仙女木的冷卻持續了大約1200年，因此，單次火山噴發(fā)是一個(gè)重要的使動(dòng)因素，但是需要地球系統的其他變化來(lái)維持這一較冷的時(shí)期，如海洋的冷卻和積雪面積的增加。
這項研究強調，自上個(gè)冰河世紀以來(lái)的極端氣候變化是由于獨特的地球驅動(dòng)機制而非地外機制造成的。這種見(jiàn)解對于優(yōu)化歷史及未來(lái)的氣候模式提供重要的指導。
翻譯：顧瑀鳴
審校：黃薇
引進(jìn)來(lái)源：貝勒大學(xué)
引進(jìn)鏈接：https://phys.org/news/2020-07-texas-cave-sediment-upends-meteorite.html


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