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杨学祥,杨冬红(吉林大学)
关键提示
全球变暖导致海平面上升,多个国家被水淹没,众多百姓流离失所。而经过一系列研究,科学家们发现,正是二氧化碳导致的全球气候变暖。
不过,最近,有新的结论产生,原来,不仅是二氧化碳,地球底部持续不断散发的热量,才是造成全球变暖的元凶!
原来,地球内核中含有大量的熔岩,经放射性物质衰变后,产生出大量的热量,再发散出来,最终造成了气候变暖。
此外,地球的重力分异和圈层差异旋转是地热的重要来源,并产生地球周期性热能释放,形成大冰期和温暖期交替。地球的重力分异产生地球各圈层的分化和差异旋转,使地壳自转减慢;圈层角动量交换将动能变为热能,使地壳自转加快,这两个过程多次反复,可形成地球自转速度的较长周期变化。能够验证这一变化周期的最有力证据是气候变暖、火山喷发和热幔柱活动的高潮时期与地球自转加快时期相对应,这是圈层角动量交换将动能变为热能积累在核幔边界并释放的结果。
理论模型研究和实际测量表明,地球内核自转较快,地壳和地幔自转较慢,形成地球内外圈层的差异旋转,核幔边界不仅是热交换边界,而且是圈层角动量交换的边界。圈层角动量使地壳和地幔自转变快,内核自转变慢,部分动能转化为热能积累在核幔边界。这是地球自转加速对应大规模热幔柱喷发的原因。
相关报道
201905/2106:00
自从第二次工业革命以来,地球上的资源经受了大量的开发。与此同时,也向大自然排放了诸多废弃燃料,这些废旧资源产生了大量的二氧化碳,造成了全球气候的持续升高。
此前,人们并未意识到这个问题的严重性,实际上,全球变暖导致海平面上升,多个国家被水淹没,众多百姓流离失所。而经过一系列研究,科学家们发现,正是二氧化碳导致的全球气候变暖。
不过,最近,有新的结论产生,原来,不仅是二氧化碳,地球底部持续不断散发的热量,才是造成全球变暖的元凶!
原来,地球内核中含有大量的熔岩,经放射性物质衰变后,产生出大量的热量,再发散出来,最终造成了气候变暖。
尽管如此,我们仍旧不能忽略二氧化碳的影响,毕竟气候仍有变暖趋势,任何一个原因都有可能造成蝴蝶效应般的后果。
https://new.qq.com/omn/20190520/20190520A0ML2A.html
https://v.youku.com/v_show/id_XMzg2MzM5ODg0OA==.html
似乎大多数人认为温室效应气体,就仅仅只是二氧化碳气体,于是就以为只需要减少二氧化碳气体的生成和排放,就能够抵制全球气温的不断升高。但事实是全球多个国家都在注重植树造林,尤其是我国更是成为了目前世界上绿色面积最多的国家之一,但是全球气温依旧在升高,显然二氧化碳气体并不是导致全球气温升高的最主要的原因,而科学家经过多年对于南极地区的研究观察之后,就发现有更大的真凶存在。
这是因为人类一直都在过度的开采地球上的多种资源,比如说石油、煤炭等矿产资源,就是当下人类利用程度最广泛的一种资源,这种资源的过度开采,会引发地球内部活动!会促使多个板块更快频率的碰撞,比如说日本人就生活在多个板块的交接带上,以至于地日本国家每天都会发生大大小小超过十多场的地震?特别是从去年到今年以来,超过六级以上的大地震都已经在光顾日本国家了。
正是因为地球内核运动受到了影响和破坏的原因,才让地球气温逐渐的升高,让越来越多座的死火山变成了活火山。
https://www.sohu.com/a/361204932_120011045
不知从何时开始,全球变暖变成了人类嘴里的一大灾难,而提到全球变暖,似乎总少不了二氧化碳的“功劳”,而二氧化碳也确实给我们背了这么多年的锅,虽然从人类有气象观测开始,地球的气温确实上升了0.6℃,但这大多确实和二氧化碳关系不大。
以前我们总认为二氧化碳是罪魁祸首,但是科学家表示,二氧化碳的的的作用其实微乎其微,因为二氧化碳的作用是防止热量散失,并不能提高地球温度。其作用更类似于一个玻璃罩的作用。
真正导致地球温度上升的是地球本身,澳大利亚的科学家发现,地球冰川的融化,并非是从冰川外部开始的,而是从内部开始的,这说明其主要热量并不是在大气中,而是在地球内部。
http://mini.eastday.com/a/180904145633769.html
我们都知道,地球有个内核,其内核会发散出大量的热量,而其中最出名的莫过于岩浆,岩浆的温度在1200摄氏度至1300摄氏度之间,而依赖于岩浆的温泉普遍温度则在60℃以上,更不要说自然界每天都有天然的天然气泄漏导致的“火坑”事件。
根据相关专家的估算,地球自身每年要产生至少21万亿焦耳的热量,这些热量散到空中,又由于近年来二氧化碳不断增多,导致热量散不出去,才导致地球温度升高,不过科学家认为,虽然如此,但是地球依旧处在一个适合的气候,而没有人们所认为的那样糟糕!
http://mini.eastday.com/a/180904145633769-2.html
太平洋海底正酝酿着一场毁灭性的超级火山喷发
科学家近日发现,太平洋海底正酝酿着一场毁灭性的超级火山喷发。来自犹他大学的研究团队称,在太平洋底以下约2900公里的地幔中,有2个或更多的大洲面积的“岩石堆”正在推挤碰撞。不过我们还不用为此太过担心,因为这场超级喷发的时间大约在1亿年到2亿年之后,届时地球生命可能会遭受灭顶之灾。
http://tech.sina.com.cn/d/2013-02-19/08348070161.shtml
http://roll.sohu.com/20130517/n376298103.shtml
http://tech.hexun.com/2013-02-19/151231076.html
https://tech.qq.com/a/20130215/000034.htm
3亿年大冰期周期时间表给出了这一推测的证据
3亿年大冰期周期时间表:200万年以来第四纪大冰期;2.8亿年前石炭二叠纪大冰期;5.95亿年前的前寒武纪大冰期。形成原因:与3亿年太阳系的银河年轨道有关。
叶淑华院士指出,在距今0.65~1.4亿年前的白垩纪,地球上发生许多费解的事件:地磁场突然倒转;出现许多黑色岩系,说明此时岩浆活动非常剧烈;大洋洋洋底裂开;大气温度比现在高18℃左右;海平面比现在约高150米;地球的自转变快;古生物大量灭绝;大气中CO2的含量十倍于现在;陨石增多;造山作用弱,夷平作用大。对于这些事件的解释可能是,由于一颗小行星撞击了地球。另外此时的太阳系处于一个特殊的位置,位于银河系的远银心点[38]。
地球自转在4亿年中除了有逐渐减少的长期趋势变化外,还有叠加在其上的周期变化。当月球离地球很近时,朔望月天数将会变化得很快[16]。任振球认为,古地球自转可能存在间隔2亿多年的准周期,其原因可能与小行星或彗星撞击地球等因素有关,图1 给出了朔望月天数变化所表示的地球自转速度变化曲线[17]。从图1中可以看出,1.4亿年中生代,地球自转速度处于高峰;2.3亿年前二叠纪,地球自转速度处于低谷。
Whyte指出,在过去4.5亿年中地球旋转速率、地磁轴视极移、洋脊的活动、海平面和气候变化有伴随出现的现象。地球旋转加速时期主要对应了正极性时期,而旋转减慢时期主要对应了负极性时期,前者如志留纪至早泥盆纪和中生代,这阶段由于地球旋转速度加快,使地磁极具正极性、洋脊活动增强、全球性海侵和古气候变暖。自晚泥盆纪至二叠纪和新生代,是地球旋转速度减慢时期,表现为负极性为主、洋脊活动减弱、全球性海退、气候剧烈变化和出现大冰期。这些资料表明,在几亿年时间尺度上,各种地质旋回有一定程度的相关性存在,与地球自转速度变化相对应[18]。我们讨论了地球自转速度变化、构造运动、地磁极性倒转和灾害性气候相互对应的地球物理机制[1, 15, 19-21]。
图1 近5亿年来朔望月天数的变化[据任振球, 1990 [17]]
地球的重力分异产生地球各圈层的分化和差异旋转,使地壳自转减慢;圈层角动量交换将动能变为热能,使地壳自转加快,这两个过程多次反复,可形成地球自转速度的较长周期变化。能够验证这一变化周期的最有力证据是气候变暖、火山喷发和热幔柱活动的高潮时期与地球自转加快时期相对应,这是圈层角动量交换将动能变为热能积累在核幔边界并释放的结果。
比较图1和图2,其形状的相似性表明地球自转与火山活动的相关性:自转加速对应火山活动高峰,自转减速对应火山活动低谷。白垩纪后地球自转速度的急剧变化在火山活动曲线上没有表现,其原因可能与地核重力分异、小行星或彗星撞击地球等突发因素有关。
图2 北美火山活动曲线[据 Engel and Engel, 1964[23]]
由于内核相对地壳地幔的差异旋转,核幔角动量交换使部分旋转动能转变为热能积累在核幔边界(赤道处的核幔速度差最大,积累的热能最多)。超级热幔柱在海底赤道区喷发,加热了底层海水,并引发赤道和两极之间的海洋整体热循环,降低了赤道和两极大气的温差,使两极的海温和气温逐渐上升到冰点以上,形成中生代全球无冰温暖气候。有证据表明,随着热幔柱喷发强度的减弱,近一亿年间海洋底层水冷却了摄氏15℃,大气冷却了10~15℃。海底火山活动引发的深海热对流在全球气候变化中的作用不容忽视。表1给出了这种地质旋回与地球自转周期的相关关系,热幔柱强烈喷发导致大量生物灭绝[24]。
表1 地球自转周期与地质旋回
时间 地球自转 全球气候 生物灭绝事件 热幔柱喷发 /Ma 形成物 体积/106km3 |
140 加快 温暖期 (远银心点)
120 加快 温暖期 不明显 (水下喷发) 翁通爪哇海台 36 110 加快 温暖期 大规模生物灭绝 凯尔盖朗海台 变小 65 加快高峰 温暖期 恐龙灭绝,所有物种近 德干暗色岩 变小 一半灭绝 55 减慢 变冷 许多深海有孔虫类和 北大西洋火山 变小 陆生哺乳动物灭绝 边缘 15 减慢 变冷 大规模物种灭绝 哥伦比亚河溢 1.3 流玄武岩 -8 减慢 大冰期 (近银心点) |
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[14, 42]。
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3-5)[43]。
图3 全球巨大火成区
图4 1.5亿年以来海平面变化、全球气温变化、黑色岩、大规模生物灭绝
图5 1.2亿年以来热幔柱喷发的规模比较:规模变小与气温变冷对应
120Ma前海底热幔柱喷发形成翁通爪哇海台,其释放的热量为6×1026J,海洋的质量为1.45×1024g,可使全球海水温度增高33℃,平均每万年海温升高0.1℃[42]。有证据表明,在古新世末不到6000年的时间内大洋底层水增温40C以上[33]。海底火山活动引发的海温增高和CO2排放在全球气候变化中的作用不容忽视,这是白垩纪强烈火山活动、大气中高浓度CO2和异常高温一一对应的原因。最近发现在15~20Ma前南极的夏季温度要比现在高出大约11℃,最高可以达到大约7℃。这一南极地区的“绿化”过程最高峰大致出现在中新世中期,距今大约16.4~15.7Ma。中新世中期的温暖环境被认为应当对应于400~600ppm的大气二氧化碳浓度[44]。15 Ma前发生的哥伦比亚溢流玄武岩喷发是大气CO2浓度增加的原因(见图2)。
1000km3熔岩要释放1.6×1013 kg的CO2,3×1012kg的硫和3×1010kg的卤素。一个巨大火成区的累积过程要发生上千次这样的喷发,它使现代人类造成的污染物产生的影响相形见绌[42]。120Ma前海底热幔柱喷发形成翁通爪哇海台的体积为36×106km3,15 Ma前发生的哥伦比亚溢流玄武岩体积为1.3×106km3,释放的CO2分别为5.8×1017 kg和2.1×1016 kg。
Engel and Engel给出了北美火山喷发曲线[45],Larson给出了1.5亿年以来全球地磁、洋壳产量、古温度、古海平面、黑色页岩的异常变化[46],与图3-5的变化趋势基本一致。
根据地质和气象等综合数据,表2给出地球自转周期、地质旋回、气候变化和地磁变化的对应规律,与图1和图2的地球自转变化曲线和火山活动变化曲线相对应。特别值得指出的是,地壳相对地核自转减慢对应地磁反向,地壳相对地核自转加快对应地磁正向,这一现象的发现为地球各圈层差异旋转影响地磁反向提供了证据。
理论模型研究和实际测量表明,地球内核自转较快,地壳和地幔自转较慢,形成地球内外圈层的差异旋转,核幔边界不仅是热交换边界,而且是圈层角动量交换的边界。圈层角动量使地壳和地幔自转变快,内核自转变慢,部分动能转化为热能积累在核幔边界。这是地球自转加速对应大规模热幔柱喷发的原因[11-15]。
表2 地球自转周期、地质旋回和地磁极性倒转[1, 2, 16, 21]
地质界线 | 新生代/现在 | 中生代/新生代 | 侏罗纪/白垩纪 | 古生代/中生代 | 石炭纪/二叠纪 | 下古生代/上古生代 |
年代/102Ma | 0 | 0.65 | 1.36 | 2.25 | 2.80 | 3.45 |
太阳系位置 | 近银心点 | 远银心点 | 近银心点 | |||
地壳自转 | 减慢 | 加快 | 减慢 | |||
火山活动 | 喷发最弱 | 喷发中等 | 喷发最强 | 喷发中等 | 喷发最弱 | 喷发中等 |
海陆变动 | 大陆为主最大海退 | 由主要是海变为大陆 | 最大海侵 | 由主要是大陆变到海 | 大陆为主最大海退 | 由主要是海变到大陆 |
气候变化 | 第四纪大冰期 | 温暖期 | 石炭二叠纪大冰期 | |||
陆海分布类型 | 大陆集中在北极 | 大陆分散在赤道 | 大陆集中在南极 | |||
造山作用 生物灭绝 | 第三纪大褶皱 | 白垩纪恐龙灭绝 | 石炭二叠纪大褶皱 | |||
地磁极性 | 反向 | 正向 | 反向 |
http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-803354.html
http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-347830.html
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杨冬红, 杨学祥.灾害频发和地磁减弱的关系. 世界地质,2011, 30(3): 474~480
杨学祥。火山作用的双重性:短期致冷和长期致热。2010-1-31 06:19。科学网。http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-291543.html
参考文献2
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