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火山长周期的对应关系是:火山活动峰值与全球无冰期对应,而谷值与大冰期对应,这可以用温室效应来解释,但温室效应不是唯一因素。
表3 地球自转周期与地质旋回
时间 /Ma |
地球 自转 |
全球 气候 |
生物灭绝事件
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热 幔 柱 喷 发 形成物 体积/106km3 |
480 |
高峰 |
温暖期 |
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北美火山活动高峰 |
437 |
低谷 |
大冰期 |
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北美火山活动低谷 |
370 |
高峰 |
温暖期 |
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北美火山活动高峰 |
280 |
减慢 |
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北美火山活动减弱 |
248 |
减慢 |
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西伯利亚暗色岩 |
230 |
低谷 |
大冰期 |
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北美火山活动低谷 |
160 |
加快 |
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三大洋底重大裂解作用 |
140 |
加快 |
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香港超级火山 |
139 |
加快 |
|
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三大洋底重大裂解作用 |
120 |
高峰 |
温暖期 |
不明显 (水下喷发) |
翁通爪哇海台36 |
120 |
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北美火山活动高峰 |
110 |
高峰 |
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大规模生物灭绝 |
凯尔盖朗海台 |
97 |
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三大洋底重大裂解作用 |
65 |
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恐龙灭绝 |
德干暗色岩 |
55 |
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陆生哺乳动物灭绝 |
北大西洋火山边缘 |
25 |
低谷 |
低温 |
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15 |
加快 |
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大规模生物灭绝 |
哥伦比亚河溢流玄武岩1.3 |
10 |
高峰 |
变暖 |
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0 |
低谷 |
大冰期 |
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北美火山活动低谷 |
在一亿年前的中生代,巨大火成区形成时释放的CO2是导致全球变暖的重要原因,但是导致全球变暖的巨大火成区有多种作用,温室效应只是其中的一种。使海洋底层水增温,这是巨大火成区无可替代的致暖作用。巨大火成区的海台和洋壳产量在白垩纪是最高的,洋壳产量的最高速度为37×106 km3/Ma(目前的洋壳产量为17×106 km3/Ma),对海洋温度的提高贡献最大。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。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。
近一亿年间海洋底层水冷却了摄氏15℃,大气冷却了10-15℃,而第四纪冰期到来之时,海洋底层水温度为0℃,目前为2℃。这表明全球温暖期对应海洋底层水的高温期,全球大冰期对应海洋底层水低温期,海洋底层水是地球储存“冷能”的仓库。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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