新研究发现地球系统的临界点触发了5500万年前极端气候变化

以前的研究表明火山活动对推动快速气候变化大量二氧化碳排放做出了贡献，但该事件的触发因素却不太清楚。 在新研究中，研究人员在北海沉积岩芯中提取的样本中发现了PETM之前和开始时的汞含量升高，这可能是由扩张性火山活动引起的。 对岩石样本的研究还表明，在PETM的早期阶段，汞的水平明显下降，这表明至少有一个其他的碳库在该现象发生时释放了大量的温室气体。

这项研究表明，地球系统中存在着临界点，这可能会触发其他碳库的释放，从而推动地球气候达到前所未有的高温。 这项开创性的研究还包括来自英国地质调查局、牛津大学、赫瑞瓦特大学和加州大学河滨分校的专家，可以让人们对现代气候变化在未来几个世纪里将如何影响地球有一个全新的认识。 该研究发表在2021年8月31日的《自然通讯》上。

研究发现，温室气体，如二氧化碳甲烷，在PETM开始的短短几千年里就被释放到大气中。 研究人员开始假设这种前所未有的温室气体释放是由大型火山喷发引发的。 令人惊讶的是，研究人员没有发现温室气体释放期间火山活动增加的迹象。他们发现火山活动只发生在开始阶段，因此另一个温室气体的来源一定是在火山活动之后释放的。

在新的研究中，研究人员研究了来自北海的两个新的沉积岩芯，它们显示了高水平的汞存在。 这些样本显示，在PETM时期开始前和开始时，汞含量都有许多峰值，这表明它是由火山活动引发的。 然而，该研究还显示，至少还有一个碳库，随着PETM的发展，它随后被释放出来，因为汞水平似乎在PETM的第二阶段下降。

研究人员与丹麦和格陵兰岛地质调查局的合作者一直在研究保存得特别好的沉积岩芯材料。卓越的保存使他们能够详细检测释放到大气中的碳和汞。由于北海被认为是引发PETM的火山活动区域，研究最后认为导致变暖的火山活动产生了数以千计的热液喷口，其规模远远超过今天所看到的任何规模。温室气体的可能次要来源是永久冻土和海底甲烷水合物的融化，这是最初火山喷发导致变暖的结果。