作者:史蒂芬·李石磊
莫林·戈尔斯坦
哥伦比亚大学地球研究所的雷莫 一项新的研究支持了这一观点，即始于数千万年前的喜马拉雅山脉和安第斯山脉的隆起帮助引发了随后的冰河时代
这里，尼泊尔的山脉
信用:Biesh Gurung/un splash 硅酸盐矿物是大多数岩石的主要成分
当地球表面的这些矿物质与水接触时，它们会在与水中的二氧化碳反应时部分溶解
这种溶解的物质然后通过河流被输送到海洋，在那里它最终被生物用来制造海洋碳酸盐，如石灰石
通过这种方式，二氧化碳从大气中排出，变成岩石
这个过程被称为硅酸盐风化——碳封存的一个自然例子
在现代世界，这一过程的速度随着侵蚀速度的增加而增加，侵蚀是指岩石被水流、河流、冻融循环或山体滑坡等过程分解成越来越小的碎片
30年前，在哥伦比亚大学的拉蒙特-多尔蒂地球观测站，我们中的一员莫林·雷莫和同事威廉·F
鲁迪曼和菲利普
弗罗利奇提出，受喜马拉雅山脉和安第斯山脉隆起的驱动，岩石侵蚀和风化加剧，导致大气二氧化碳减少
这导致了在过去4000万年中观察到的全球变冷，并最终导致了冰河期的重复
这个想法被称为隆起风化假说
多种地质和地球化学记录支持这一观点
这些包括追踪溶解在海洋中的二氧化碳变化的记录；某些岩石冷却和凝固的时间；和海底的沉积速率
包括锶、锇和锂在内的几种元素的同位素也与这一时期大陆侵蚀和风化的全球加速相一致
因此，它们为隆起风化假说提供了支持
然而，元素铍的同位素是一个重要的例外
岩石只包含铍-9(它有4个质子和5个中子)
在地球高层大气中，来自太阳的高能宇宙粒子与氧和氮碰撞，产生铍-10(有4个质子和6个中子)，落在地球表面
如果侵蚀和风化增加，更多的铍-9会流入河流，而铍-10的生成速率将保持不变，因此我们可能预计海洋中铍-9/铍-10的比率会增加
因为它不是，一些科学家解释这表明大陆侵蚀风化率在过去1200万年是稳定的，这将伪造隆起风化假说
在刚刚发表在《美国国家科学院院刊》上的一项研究中，我们开发了一种新的铍循环模型，重新解释了过去的同位素记录
该模型表明，在大陆侵蚀和风化加剧的情况下，通过河流流入海洋的铍-9的增加将被海洋沿岸的化学清除过程抵消，从而移除多余的铍-9
根据观察，预测结果将是海水中铍-9/铍-10同位素比率不变
锶和锂等其他同位素不会发生类似的过程
这解释了为什么铍同位素记录与大约3400万年前开始的晚新生代期间大陆地壳侵蚀和风化增加相一致，并解决了铍记录和其他风化指标之间的矛盾
这项研究还提供了关于我们星球的碳循环如何工作的重要信息
有许多证据表明，在过去的1200万年里，侵蚀和风化的程度有所增加，因此人们必须得出结论，除了硅酸盐风化之外，地质过程一定阻止了地球失控的冷却
已经提出了许多机制来补偿由于侵蚀和风化而去除的二氧化碳，从而维持我们星球的可居住性
作为地球科学家，我们面临的挑战是更深入地了解地球碳循环的复杂性，尤其是地球海洋地壳和海水之间交换的大量未充分研究的碳储存
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