地质学家与气象学家之间的战争：全球气候变化源于构造活动

                             杨学祥，杨冬红（吉林大学）

关键提示：

陆海分布是影响地球气候的头等重要因素：大陆分散在赤道形成极热气候，大陆集中在两极形成极冷气候。莱伊尔的著名地质学气候定律往往被气象学家所忽视。这是当前全球变暖和温室效应被肆意夸大的原因，警报频传却经不起推敲和实践检验：徳雷克海峡通道的开启是全球冰期产生的主要原因，南极大陆环流是南极冰盖形成构造条件。

密歇根大学和亚利桑那大学的研究人员利用最先进的气候模型首次成功模拟了始新世早期的——始新世早期（约4800万至5600万年前）是过去6600万年中最温暖的时期——极端变暖，这被认为是地球未来气候的模拟。研究人员在预定于9月18日发表在《科学进步》杂志上的一篇论文中报告说，他们发现，随着二氧化碳水平的上升，变暖的速度急剧增加，这一发现对地球未来的气候有着深远的影响。

地球地质历史现有记录中出现的一次最快、强度最大的全球变暖事件，被称为古新世-始新世极热事件(PETM或IETM)的发生，地球温度迅速升高，始新世就此开始。始新世温暖的全球气候是由深埋于大洋底部的甲烷气水包合物被大量释放引起的失控的温室效应造成的。该种包合物本埋于泥层之下，但是受到了大洋升温的扰动。甲烷的全球变暖潜能(即暖化能力)比二氧化碳高22倍。

火山历史数据表明，5500万年前北大西洋火山边缘有一次强烈的火山喷发，导致深埋于大洋底部的甲烷气水包合物被大量释放（见附图1-3），引起的失控的温室效应，造成的全球迅速变暖。

事实上，中生代的全球温暖期是由一系列巨大火成区喷发出的温室气体形成的，没有火山大量喷发，就没有温室效应和全球变暖（见附图1-5）。

尽管始新世的全球气候仍然比较温暖，但也正是在始新世后期，开始了全球变冷的缓慢趋势，这可能是由发生于北冰洋的绿萍事件以及在冈瓦纳古陆最终破碎之后形成的南极洲环流共同造成的。这种变冷趋势最终导致了更新世冰期的出现。

Van Andel等人（1975）在分析了太平洋所有不整合之后提出，德雷克通道的打通可能形成了南极大陆环极流，并隔断了对南极洲的向极热输送，因而产生了冰架和冷的底水。

综合分析表明，全球变暖源于温室气体，取决于全球的大规模火山喷发；第四纪冰期源于南极洲环流形成（图1中的西风漂流），是构造活动的必然结果。在温室气体异常增加和南极环流依然存在的条件下，目前的全球变暖不会超过始新世的全球气候变暖的水平。如果没有全球强烈的火山活动配合以及徳雷克海峡通道封闭，全球变暖不会达到5600万年前的始新世的水平。

温室效应必须有构造活动的配合，这是地质学家比气象学家看得更远的原因。

相关报道

全球气候变暖的速度将急剧增加

2019-9-19 18:23  

根据对5000多万年前一个类似暖期的最新模拟，未来地球因持续积聚的二氧化碳气体而变暖的速度可能会增加。

密歇根大学和亚利桑那大学的研究人员利用最先进的气候模型首次成功模拟了始新世早期的——始新世早期（约4800万至5600万年前）是过去6600万年中最温暖的时期——极端变暖，这被认为是地球未来气候的模拟。

研究人员在预定于9月18日发表在《科学进步》杂志上的一篇论文中报告说，他们发现，随着二氧化碳水平的上升，变暖的速度急剧增加，这一发现对地球未来的气候有着深远的影响。

另一种说法是，随着地球变暖，始新世早期的气候对额外的二氧化碳变得越来越敏感。

联合国地球与环境科学系博士后研究员、第一作者Jiang Zhu说：“我们很惊讶，随着二氧化碳含量的增加，气候敏感性增加了。”

“这是一个可怕的发现，因为它表明，未来气温对二氧化碳增加的反应可能比现在对二氧化碳同样增加的反应更大。这对我们来说不是好消息。”

Study of ancient climate suggests future warming could accelerate

https://www.sciencedaily.com/releases/2019/09/190918142035.htm

Journal Reference:

Jiang Zhu, Christopher J. Poulsen, Jessica E. Tierney. Simulation of Eocene extreme warmth and high climate sensitivity through cloud feedbacks. Science Advances, 2019; 5 (9): eaax1874 DOI: 10.1126/sciadv.aax1874

http://blog.sciencenet.cn/blog-39731-1198654.html 

古新世-始新世极热事件

据网上资料，始新世(约距今5300万年~距今3650万年)第三纪的第二个世。始新世(Eocene)是地质时代中古近纪(Paleogene)的第二个主要分期，大约开始于5780万年前，终于3660万年前，介于古新世(Paleocene)与渐新世(Oligocene)之间。

始新世(Eocene、Epoch)Eocene之名，字源来自希腊文εω(eo，黎明)和καινος(caenos，新)，指的是现代哺乳动物群开始出现。始新世常被划分成早期(距今5,780万~5,200万年)、中期(距今5,200万~4,360万年)和晚期(距今4,360万~3,660万年)。始新世早期最令人受到注意的是，原始的现代哺乳动物开始出现。始新世结束于一个被称作Grande Coupure(the "Great Break" in continuity)的生物大灭绝事件(extinction event)，此一事件可能与一或数颗的大火流星(bolide)撞击西伯利亚及当今的契沙比克湾(Chesapeake Bay)相关。

由于地球地质历史现有记录中出现的一次最快、强度最大的全球变暖事件，被称为古新世-始新世极热事件(PETM或IETM)的发生，地球温度迅速升高，始新世就此开始。这次迅速而剧烈的升温(在高纬度地区温度上升了7°C之多)持续的时间少于10万年，但是导致了大量物种急剧灭绝，从而形成了古新世和始新世生态系统的分野。

始新世的全球气候可能是新生代中变化幅度最小的;从赤道到极地的气温变化幅度只有今天的一半，而深海洋流则异常温暖。极地地区比当今温暖得多，接近于现今西北太平洋的温度;温带森林已经扩展到了极地地区，同时多雨的热带气候区则延伸至北纬45°地区。温带地区的气候与当今相比大有不同，而热带地区的气候则可能接近于当今。不过在哥伦比亚发现的一种可能生活于始新世的巨蛇残骸(约有校车大小)表明，可能相反的，当时的热带比现今温暖的多，这也与计算机模拟出的始新世气候相符。

尽管始新世的全球气候仍然比较温暖，但也正是在始新世后期，开始了全球变冷的缓慢趋势，这可能是由发生于北冰洋的绿萍事件以及在冈瓦纳古陆最终破碎之后形成的南极洲环流共同造成的。这种变冷趋势最终导致了更新世冰期的出现。

始新世初始，澳大利亚和南极洲仍然相连，同时温暖的赤道洋流汇入寒冷的南极水域，使得热量在全球范围内获得分配，从而保持全球的较高温度。但是在4500万年前，当澳大利亚从南方大陆中分裂出来时，温暖的赤道洋流开始偏离南极地区，在两块大陆之间形成了一个孤立的寒冷水道。南极地区持续变冷，南极水域开始结冻，并向北方输送冷水和海冰，使寒冷局势进一步加剧。

假说认为始新世温暖的全球气候是由深埋于大洋底部的甲烷气水包合物被大量释放引起的失控的温室效应造成的。该种包合物本埋于泥层之下，但是受到了大洋升温的扰动。甲烷的全球变暖潜能(即暖化能力)比二氧化碳高22倍。

https://baike.so.com/doc/1754089-1854766.html

构造活动在大冰期和温暖期中的决定作用

现代火山活动有明显致冷的记录。短周期的对应关系是：小冰期对应强火山活动，小气候最适期对应弱火山活动。但是，火山长周期的对应关系却是：火山活动峰值与全球无冰期对应，而谷值与大冰期对应^{[1, 2]}。

据Coffin和Eldholm（1993）海洋考察结果，巨大火成区所显示的大陆溢流玄武岩和大洋溢流玄武岩的喷发强度与全球高温和大气CO₂高浓度对应（见图1-3）^[3]。

图1 全球巨大火成区

Fig 1 Global large igneous provinces

图2  巨大火成区和全球变暖

Fig 2  Large igneous provinces and global warming

图3  巨大火成区的规模比例

Fig 3  The proportion of the large igneous provinces