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5600万年前的全球变暖也是由碳排放造成的
新解决方案
目前，人类社会面临着大量碳排放导致的全球气温上升。古新世-始新世之交，也就是大约5600万年前，地球上发生了全球气温的快速上升。这一事件被称为古新世-始新世极热事件，是新生代以来最强烈的全球快速变暖事件，导致大气、水圈和生物圈发生巨大变化。学者认为，这种快速的全球变暖事件与碳释放有关。
【/h/】近日，中国科学院青藏高原研究所大陆碰撞与高原隆升重点实验室副研究员张庆海和丁琳院士团队与国内外研究人员共同证实，古新世-始新世极热事件期间的完全碳同位素负漂移具有阶梯状结构，大气和浅海碳同位素负漂移幅度较大。相关结果发表在《地球和行星变化》杂志上。
资料图：美国地质调查局(u.s. geological survey)的科学家自1966年以来一直在研究这座冰川。研究显示，气候变暖导致冰川体积持续下降，其融化速度已经超过了新形成的冰雪的积累速度。图片来源：视觉中国
地球表面碳库的碳同位素值突然明显下降
古新世-始新世极热事件期间，大量c13同位素含量较低的碳从岩石圈释放到大气和海洋系统中，导致地球表面碳库中的碳同位素组成发生显著的负漂移。张庆海告诉《科技日报》记者，所谓的负漂移是指碳同位素值突然明显下降。
【/h/】古新世-始新世极热事件持续约20万年，其中碳释放持续约1000年至5万年。在1000到10000年的时间尺度上，古新世-始新世极热事件为我们研究气候变化与碳循环的相互作用提供了难得的机会，研究它可以帮助我们更好地了解未来的气候、环境和生物变化。张庆海说。
事实上，碳同位素负漂移的结构和幅度是古新世-始新世极端热事件研究中的两个核心问题。大多数学者认为，碳同位素负漂移是碳同位素迅速降低到最低值并逐渐返回的过程。在此基础上，研究了古新世-始新世极热事件期间的气候、环境和生物变化。1999年，牛津大学的贝恩斯等研究人员在《科学》杂志上声称，碳同位素负漂移可能有复杂的结构。然而，由于缺乏证据，他们的观点很快被大多数学者放弃。
同时，碳同位素负漂移的大小可以用来估算古新世-始新世极热事件期间释放的碳总量。许多学者认为碳同位素最大负漂移为4-permil；只有少数学者认为古新世-始新世极热事件期间碳同位素负漂移可能达到6-permil；8 & permil。在过去的10年里，4 & permil碳同位素的负漂移范围被学者广泛接受。
当地时间2019年9月13日，瑞士特伦特，特伦特冰川上的裂缝。
古新世-始新世之交可能有多次碳释放
也就是说，长期以来，主流观点认为碳同位素负漂移是碳同位素迅速降低到最低值并逐渐恢复的过程；碳同位素负漂移的最大幅度为4-permil；。
2017年，丁琳和张庆海对上述两种主流观点提出质疑。此后，该团队在藏南定日地区浅水碳酸盐岩剖面进行了为期2年的大孔壳微量元素和碳同位素研究。利用激光烧蚀-等离子体质谱和二次离子质谱原位地球化学分析技术，研究小组分析了大型有孔虫外壳上的原位微量元素含量和原位碳同位素组成。
【/h/】研究表明，在古新世-始新世极热事件期间，碳同位素负漂移完全呈阶梯状结构。也证实了碳同位素在浅海和大气中的负漂移约为7 & permil古新世-始新世极热事件期间总碳排放上限为28000pg(pg为碳储存单位，1pg碳等于10亿吨碳)，目前人类年碳排放约为10pg。
【/h/】台阶状碳同位素负漂移结构的存在，表明古新世-始新世极热事件期间有多次碳释放，可能存在碳释放-升温-再碳释放的正反馈过程。碳同位素在大气和浅海的负漂移明显大于深海，这表明碳释放对大气和浅海的影响可能远大于深海。
这警告我们，大量的碳释放到大气-海洋系统中可能会引起一系列多米诺骨牌式的气候、环境和生物反应。在自然状态下，地球可能需要几十万年才能恢复到以前的正常气候。张庆海说。
【/h/】他说，以往对古新世-始新世极热事件的研究工作大多来自不完整的沉积记录，无法准确完整地还原事件的来龙去脉。未来需要挖掘更多具有阶梯状碳同位素结构的剖面，以供进一步研究。
