I en nyligen publicerad publikation i Science Bulletin , ett tvärvetenskapligt team av författare från Tongji University, Second Institute of Oceanography (Ministry of Natural Resources), Institute of Earth Environment (Chinese Academy of Sciences) och Utrecht University rapporterar för första gången att massiva kolinsatser från vulkanism och havsbotten spridning har påverkat omloppsfasförhållandena mellan kolcykeln och klimatförändringar.
Tidigare förändringar i klimat och kolcykel har dokumenterats av den stabila isotopsammansättningen av bentisk foraminifert syre och kol, eftersom de är proxy för klimat-kryosfären och kolöverföringar mellan havet och andra reservoarer, respektive. Dessutom reglerades de globala klimat-kryosfärförändringarna och den marina kolcykeln avsevärt av jordens orbitala excentricitet, snedställning och precession, med en 405 000-årig cykel som hade en särskilt uttalad effekt.
När jorden glacierades av unipolära inlandsisar vid Antarktis över oligocen och miocen, för cirka 34 till 6 miljoner år sedan, uppvisade variationer i den globala klimat-kryosfären och det marina kolets kretslopp nästan i fas beteende på excentricitets tidsskalor.
På grundval av detta observerades en måttlig men märkbar fasfördröjning av den marina kolcykeln i förhållande till klimat-kryosfärförändringar på cirka 19,2 tusen år. Denna fasfördröjning tillskrevs den relativt långa uppehållstiden för kol i havet.
Men genom tidsevolutiva fasanalyser av nya och publicerade högupplösta bentiska foraminiferala syre- och kolisotoprekord över det globala havet, finner författarna att variationer i den marina kolcykeln ledde klimat-kryosfären med i genomsnitt cirka 17 tusen år under Miocene Climate Optimum för omkring 17 till 14 miljoner år sedan.
Detta motsvarar förekomsten av Columbia River Flood Basalt och den snabba globala spridningen av havsbotten, en period då enorma mängder kol från djupa källor släpptes ut i atmosfären.
Ytterligare känslighetsanalyser och modellsimuleringar tyder på att den förhöjda atmosfäriska CO2 koncentrationer och den resulterande växthuseffekten stärkte den hydrologiska cykeln på låg latitud under Miocen Climate Optimum, och accelererade svaret från den marina kolcykeln på excentricitetspådrivning via förbättrad kemisk vittring och organisk kolbegravning.
Därför spelade tropiska klimatprocesser en dominerande roll för att reglera den marina kolcykeln när jordens klimat var i en varm regim.
Denna studie ger ett robust fall för att koppla långvariga tektoniska händelser till förändringar i omloppsskala i jordens ytsystem.
Mer information: Fenghao Liu et al, Accelererad marin kolcykling framtvingad av tektonisk avgasning över Miocene Climate Optimum, Science Bulletin (2024). DOI:10.1016/j.scib.2023.12.052
Tillhandahålls av Science China Press
