古代极端气候如何影响深海中的沙子

地质学家对沉积循环感兴趣 - 来自山脉的侵蚀形成沙子并传导到海洋 - 因为它是理解地球如何运作的基础。

这对于了解全球沙子预算和规划石油开采、风电场和碳封存等海上作业也至关重要。现在，研究人员已经广泛研究了极端炎热时期的古代地球沉积周期，以寻找有关极端气候事件影响的线索。

通过综合全球深海沙床数据，研究人员确定了大约50万年前极端气候变化的信号或“指纹”：浊积岩沉积物。这些沉积物是古代海底快速水流的证据，被认为是由积聚在大陆斜坡顶部的沉积物的下坡运输引起的。

“这表明极端天气事件和加剧的全球气候条件导致景观侵蚀加剧，可能会放大沙子向深海的输送，”斯坦福大学兼职讲师Zack Burton说，他是8月<>日发表在《科学报告》上的一项研究的主要作者。

公海

这项研究挑战了长期以来的观念，即海平面变化是对深海沙子沉积物的主要影响。当海平面较低时，从山上侵蚀的沉积物更有可能进入深海。许多研究人员认为，公海可以防止沙子沉积到深海，因为沿海平原和水下大陆架可能是沙子到达深水的障碍。

但根据研究作者对59万至56万年前活跃的48个始新世早期浊积岩系统的汇编，气候条件和构造活动对于深海沙沉积可能比海平面变化更重要。

“我们怀疑这是真的，但我们没有意识到文献中记录的例子的重要性，”高级研究作者Stephan Graham说，他是斯坦福大学多尔可持续发展学院的Welton Joseph和Maud L'Anphere Crook教授。“这些深水矿床比我们意识到的要多得多。

在论文中，研究人员提出了一个概念模型，表明尽管海平面异常高，但强降水和综合河流排水等条件会导致大量富含沙子的深海沉积物。

温室星球

在56万至48万年前始新世早期，地球的海平面最高 - 海洋比当前水平高出200英尺 - 自大约66万年前地球上四分之三的植物和动物物种突然大规模灭绝之前。北极有热带雨林，短吻鳄生活在达科他州。

虽然其中一些条件可能是深不可测的，但当今的气候变化让我们瞥见了围困始新世早期的极端气候事件。

“随着地球变得越来越热，因为一氧化碳2增加温室效应和海平面进一步上升，那么我们预计风暴强度的增加，更高的降水率 - 基于其他人的气候模型 - 在沉积物进入深海方面产生更大的影响，“格雷厄姆说。

虽然这可能很快无关紧要，但浊度电流的力量不应被低估，因为它可以面向未来。格雷厄姆说，被称为浊流的充满沉积物的流动就像毁灭性的发光雪崩，从喷发的火山上倾泻而下。

研究人员首先发现了浊流，因为他们在1929年捕捉了跨大西洋电报电缆。“它们是非常强大的大规模海底流，”伯顿说。

通过对地球历史上如此关键时期的浊度沉积物进行合成，研究人员希望其他人将继续推测可能影响全球沉积循环的气候变暖的各个方面。

“其他因素，如人类与沉积系统和我们生活的陆地世界的相互作用，正在共同影响沉积物的运动，”伯顿说。“我认为很难从日常的角度来看，仅仅因为我们没有看到这些系统 - 它们是深海美丽奥秘的一部分，我们对深海知之甚少。

斯坦福大学的合著者包括Tim McHargue和校友Chris Kremer(现在在布朗大学)，Jared Gooley(现在在美国地质调查局阿拉斯加科学中心)，Chayawan Jaikla(现在在微软)和Jake Harrington。

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