科学家发现大气中的一氧化碳含量少得多 two这项新的研究对于理解陆地植物如何影响气候具有重要意义,这一点与之前在地球上出现森林时所认为的有所不同。
这项新的研究由哥本哈根大学与诺丁汉大学合作领导,改变了30年前的理解。该研究发表于自然通信
大约3.85亿年前,地球上的大陆被高大的树木和森林所占据。在此之前,有维管组织、茎、浅根、无花的浅灌木状植物侵入了土地。教科书告诉我们当时的大气中CO含量要高得多 two而强烈的温室效应导致气候变暖。森林的出现以前被认为促进CO two从大气层中移出,使地球进入极地冰层覆盖的漫长冷却期。
重建大气CO two过去的地质水平很难确定,而且以前依赖的代理也取决于必须假设的参数。气候科学家同意CO two在今天和过去塑造地球气候方面起着至关重要的作用。因此,地球科学家面临的一个重大挑战是了解是什么控制了CO的丰度 two在大气中
“我们将植物叶片和环境空气之间的气体交换的机械模型校准为最古老的陆生维管植物谱系,即木犀草。通过这种方法,我们可以计算CO two哥本哈根大学全球研究所的副教授泰斯·W·达尔(Tais W.Dahl)表示,这项研究是与来自德国、沙特阿拉伯、英国和美国的国际研究团队合作进行的。
新方法建立在活植物和化石植物组织中的三个观测结果的基础上,包括两种稳定碳同位素的比率以及CO通过的气孔(气孔开口)的大小和密度 two被植物吸收。研究人员在活体俱乐部中校准了该方法,发现该方法可以准确再现环境中的一氧化碳 two温室中的水平
从地质记录中研究CO2水平的新校准方法优于以前使用无约束误差条进行估算的方法,因为它们依赖于地质记录中无法独立约束的参数。
诺丁汉大学巴里·洛马克斯教授,研究合著者
研究团队将该方法应用于一些最古老的维管植物化石,这些化石生活在我们星球上树木进化前后,并发现碳-13和碳-12这两种稳定碳同位素的比率与现代植物的比率非常相似。此外,气孔密度和大小也与在其活体后代中观察到的非常相似。这些观察结果启动了对早期CO的更彻底调查 two记录
达尔及其同事收集了66块在全球9个不同地区发现的三种不同种类的藓类植物化石的数据,这些化石的年龄为4.1亿至3.8亿年。在所有情况下,大气中的CO two含量仅比今天(约415ppm)高30-70%(约525-715ppm)。这远远低于之前的设想(2000-8000 ppm)。Ppm代表百万分之一是用于测量空气中二氧化碳浓度的单位。
该团队利用古气候模型表明,地球是一个温带行星,热带表面平均气温为24.1-24.6°C。
德国波茨坦气候研究所的乔治·费尔纳(Georg Feulner)是这项研究的合著者,他解释说:“我们使用了一个完全耦合的大气-海洋模型来发现,当森林出现时,地球上有冰封的两极。然而,陆生植物可以在热带、亚热带和温带生长。”。
新的研究表明,树木实际上对大气中的一氧化碳起着微不足道的作用 two这是因为早期树木的根系较深,土壤较发达,养分流失较低。由于土壤中的养分循环效率更高,树木的风化需求实际上小于之前的浅灌木状植被。这个想法与先前认为根系较深的树促进CO的想法背道而驰 two通过加强硅酸盐岩石的化学风化和溶解进行清除。
达尔及其同事利用地球系统模型表明,原始灌木状维管植物可能导致大气中CO的大量减少 two在历史早期,当它们第一次在大陆上传播时。该模型表明,血管生态系统会同时导致大气中O的增加 two水平
注:本文由院校官方新闻直译,仅供参考,不代表指南者留学态度观点。