CO2:人类活动的排放量是火山释放量的100倍 海洋升温可排放更多温室气体

                                       杨学祥，杨冬红（吉林大学）

       关键提示：据帕特里克·加利（Patrick Galey）2019年10月1日通过物理学家组织网（Phys.org）提供消息，周二（10月1日）发布的一项长达10年的研究称，火山每年释放的CO₂约为0.3 Gt（0.3 gigatonnes）到0.4 Gt（0.4 gigatonnes），但是，人类活动产生的温室气体（CO₂）排放量却是地球上所有火山每年释放量的100倍。不过，应该注明的是，地球上所有火山每年释放量是指现在的排放量。因为在中生代温暖期，地球火山排放量要远高于现代，是全球变暖的主要原应。那时地球上还没有人类，人类对中生代变暖毫无贡献。

    巨量的海底火山喷发不仅仅喷出温室气体，而且加热海水，导致海洋碳储库向大气大量释放碳元素，这是人工碳排放无法达到的增温效果。

    一亿年前的中生代，海洋底层水温度在10-15℃，到了第四纪大冰期将为0℃，现在为3℃。存储在海洋中的碳只要释放2 %，就将使大气中的CO₂含量增加一倍^[33]。海洋是CO₂的储库。在1 个大气压下，海水温度从0℃ 升高为25℃，每克海水可释放约1 cm³体积的CO₂，释放量与残留量的比值约为1：1。目前全球海洋溶解的CO₂是大气中CO₂的13倍，以此比例，海水升温25℃，大气中CO₂的含量应该增加到现在的6.5倍，这表明白垩纪海洋增温释放的CO₂是大气CO₂浓度增高的主要来源，对应于当时间海洋底层水高于现在15℃，大气高于现在10-15℃。新洋壳生成和海底火山活动引发的海温升高和海水中CO₂释放在全球气候变化中的作用不容忽视，这是人为温室效应所不能达到的，因此，这一重要作用值得深入研究。

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CO2:人类活动的排放量是火山释放量的100倍

已有 53 次阅读 2019-10-2 16:46 |个人分类:新观察|系统分类:海外观察| 二氧化碳, 气候变化, 火山    推荐到群组  

CO₂:人类活动的排放量是火山释放量的100倍

诸平

据帕特里克·加利（Patrick Galey）2019年10月1日通过物理学家组织网（Phys.org）提供消息，周二（10月1日）发布的一项长达10年的研究称，火山每年释放的CO₂约为0.3 Gt（0.3 gigatonnes）到0.4 Gt（0.4 gigatonnes），但是，人类活动产生的温室气体（CO₂）排放量却是地球上所有火山每年释放量的100倍。

一个由500名科学家组成的国际研究团队对于深度碳观测(Deep Carbon Observatory， DCO)发表了一系列论文，概述了碳是如何被自然和人为过程储存、排放和再吸收。

他们发现，人为排放的CO₂（carbon dioxide emissions）大大超过了火山的贡献——火山喷发出气体，通常被认为是造成目前气候变暖的主要因素。但是，发表在《元素》（Elements）杂志上的研究结果显示，地球上的碳总量大约43500 Gt（around 43,500 gigatonnes），而其0.2%的碳是在海洋表面、陆地和大气之中。

剩下惊人的一部分（1.85 billion gigatonnes）储存在我们星球的地壳、地幔和地核中，为科学家们提供了数十亿年前地球是如何形成的线索。1 Gt（One gigatonne）相当于大约300万架波音747飞机。

通过测量世界各地岩石样本中某些碳同位素的丰度，DCO能够创建一个可以追溯到5亿年前的时间轴，来绘制碳在陆地、海洋和空气之间的迁移。

他们发现，在数十万年的地质时间框架内，地球大气中CO₂(一种关键的温室气体)的含量通常可以自我调节。唯一的例外是地球碳循环的“灾难性干扰(catastrophic disturbances)”，比如巨大的火山爆发或导致恐龙灭绝的流星撞击。

剑桥皇后学院地球科学的罗恩·奥斯伯勒(Ron Oxburgh)研究员（Ron Oxburgh Fellow in Earth Sciences at Queens' College, Cambridge）、火山学和岩石学教授玛丽·埃德蒙兹(Marie Edmonds)说：“在过去，我们看到这些大量的碳输入到大气中导致了气候变暖，导致海洋成分和氧气供应的巨大变化。”

研究小组估计，6600万年前的希克苏鲁伯（Chicxulub）撞击杀死了地球上四分之三的生命，释放了425 Gt（425 gigatonnes）到1400 Gt（1400 gigatonnes）的CO₂。然而，仅2018年一年，人类排放就超过了37 Gt(37 gigatonnes) CO₂。

埃德蒙兹(Edmonds)对法新社(AFP)说:“过去10到12年间，人为活动向大气中排放的CO₂量与我们在过去看到的这些事件中发生的灾难性变化相当。”

阿肯色大学(University of Arkansas)地质学副教授塞丽娜•苏亚雷斯(Celina Suarez)表示，现代人类排放的CO₂与过去导致物种大规模灭绝的碳排放冲击的“强度相同(same magnitude)”。她对法新社说:“我们应该清醒，目前的碳灾难水平已经相当于当年导致物种大规模灭绝的碳排放。”

相比之下，火山每年释放的CO₂约为0.3 Gt到0.4 Gt，充其量大约仅为人为排放量的1/100。埃德蒙兹说:“气候怀疑论者确实认为火山是CO₂排放量最高的可能竞争者，但事实并非如此。”

尽管地球大气中CO₂的浓度在不断升高，但在灾难性的火山爆发之外，这种浓度的积累需要数十万年的时间。相比之下，人类排放的CO₂在几个世纪的时间里增加了三分之二。

“否认气候变化的人总是说，地球总是在进行自身重新平衡，”塞丽娜•苏亚雷斯（Suarez）说，“是的。它将重新平衡自身，但不会在对人类至关重要的时间表上进行。”

看来火山爆发并非是导致气候变暖的真正元凶，而人类活动才是导致气候变暖的主要因素。

更多信息请注意浏览原文或者相关报道。

http://www.tiaozhanbei.net/article/7812/            

Humanity's emissions '100-times greater' than volcanoes

Scientists quantify global volcanic CO2 venting; estimate total carbon on Earth

by Deep Carbon Observatory

http://blog.sciencenet.cn/blog-212210-1200409.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

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1198709.html 

       我们在1996年指出，火山活动主要受地球内部能量间歇性释放所控制。海洋锅炉效应、海底藏冷效应、海震调温效应和强潮汐调温效应比温室效应有更显著的调温效果。自然杂志最新文章证实了这一结论。

海洋锅炉效应

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-521283.html

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-725792.html 

参考文献

1.       马宗晋, 杜品仁. 现今地壳运动问题[M]. 北京: 地质出版社, 1995, 10: 99-102.

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3.       杨冬红，杨德彬，杨学祥。地震和潮汐对气候波动变化的影响。地球物理学报。2011，54（4）：926-934. Yang D H, Yang D B, Yang X X, The influence of tides and earthquakes in global climate changes. Chinese Journal of geophysics (in Chinese), 2011, 54(4): 926-934

4.       郭增建, 郭安宁, 周可兴. 地球物理灾害链[M]. 西安地图出版社, 2007: 111-114,146-158.

5.       郭增建, 郭安宁, 周可兴. 地球物理灾害链[M]. 西安地图出版社, 2007: 111-114,146-158

6.       杨冬红, 杨学祥. “拉马德雷”冷位相时期的全球强震和灾害.西北地震学报.2006,28（1）：95-96

7.       杨学祥。地壳均衡与水平运动[J]。世界地质。1988，7（1）：43-48

8.       杨冬红，杨学祥. 全球气候变化的成因初探. 地球物理学进展. 2013, 28(4): 1666-1677. Yang X X, Chen D Y. Study oncause of formation in Earth’s climatic changes. Progress in Geophysics (inChinese), 2013, 28(4): 1666-1677.

9.       杨学祥. 对冰期和小冰期气候变化因素的探讨. 自然杂志. 2000, 22（6）：358~362. （Yang X X. On factors affecting climate changes during Ice Age and Little Ice Age. Ziran Zazhi. 2000, 22（6）：358~362）.

10.   杨学祥, 陈殿友. 火山活动与天文周期. 地质论评, 1999, 45(增刊): 33-42.（ Yang X X, Chen D Y. The Volcanoes and the Astronomical Cycles. Geological Review (in Chinese), 1999, 45(supper): 33-42.）

11.   杨冬红, 杨学祥. 地球自转速度变化规律的研究和计算模型. 地球物理学进展, 2013 出版中.(Yang D H, Yang X X. Study and model on variation of Earth’s Rotation speed. Progress in Geophysics (in Chinese), 2013 in press.)