哥伦比亚大学地球研究所 一种活的有孔虫，一种海洋浮游生物，研究人员在实验室培养中培育出来的
为了重建过去的气候，化石标本是从深海沉积物中收集的
信贷:布尔贝尔·赫尼斯赫/拉蒙特-多尔蒂地球观测站 一项对被认为是现代人类碳排放时代最接近的自然模拟的古代时期的新研究发现，数千年来，大规模的火山作用将巨大的碳波送入海洋——但大自然并没有接近人类今天所做的事情
这项研究估计，人类现在引入这种元素的速度要快3到8倍，甚至可能更多
这对水中和陆地上的生命都是潜在的灾难性后果
这项发现发表在本周的《美国国家科学院院刊》上
哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂地球观测站的研究人员研究了55种海洋状况
600万年前，古新世-始新世最热时期(PETM)
在此之前，地球已经比今天暖和得多，PETM飙升的二氧化碳水平使气温又上升了5到8摄氏度(9到14华氏度)
海洋吸收了大量的碳，引发了化学反应，导致海水变得高度酸性，杀死或损害了许多海洋物种
科学家们已经知道PETM的碳激增很多年了，但是直到现在，他们还不确定是什么导致了它
除了火山活动，假说还包括海底泥浆中冻结的甲烷(含碳)的突然溶解，甚至与彗星的碰撞
研究人员也不确定空气中有多少二氧化碳，因此海洋吸收了多少
这项新研究巩固了火山理论和释放到空气中的碳量
该研究的主要作者劳拉·海因斯说，这项研究与今天直接相关，她是拉蒙特-多尔蒂大学的研究生
“我们想知道地球系统现在将如何应对快速的二氧化碳排放，”她说
“PETM不是完美的模拟，但它是我们拥有的最接近的东西
今天，事情进展得更快了
“海因斯现在是瓦萨尔学院的助理教授
这项研究的合著者伯尔·赫尼西在离波多黎各八英里的海面附近捕获了有孔虫
标本被带回实验室，在受控条件下培养
荣誉:劳拉·海因斯/拉蒙特-多尔蒂地球观测站 到目前为止，PETM的海洋研究依赖于来自海洋的少量化学数据，以及基于一定程度猜测的假设，研究人员将其输入计算机模型
这项新研究的作者更直接地回答了这些问题
他们通过在海水中培养被称为有孔虫的带壳海洋生物来做到这一点，他们将海水配制成类似于PETM的高酸性环境
他们记录了生物体在生长过程中是如何将硼元素吸收到壳中的
然后，他们将这些数据与横跨PETM的太平洋和大西洋海底核心的有孔虫化石中的硼分析进行了比较
这使得他们能够识别与特定碳源相关的碳同位素特征
这表明火山是主要来源——随着北大西洋的开放，北美北部和格陵兰岛与北欧分离，火山爆发可能以现在的冰岛为中心
研究人员说，其他人估计碳脉冲持续了至少4000到5000年，增加了多达14个
9万亿公吨的碳排放到海洋中，比之前的含量增加了三分之二
碳可能来自火山爆发直接排放的二氧化碳、周围沉积岩的燃烧以及一些从深处涌出的甲烷
随着海洋从空气中吸收碳，水变得高度酸性，并保持这种状态达数万年之久
有证据表明，这杀死了许多深海生物，可能还有其他海洋生物
今天，人类的排放导致大气中的二氧化碳飙升，海洋再次吸收了大部分二氧化碳
不同的是，我们引入它的速度比火山爆发要快得多——在几十年内，而不是几千年内
大气水平已经从17世纪的百万分之280上升到今天的百万分之415，并且还在快速上升
如果海洋没有吸收这么多，大气中的含量将会高得多
与此同时，快速酸化开始给海洋生物带来压力
“如果你慢慢添加碳，生物可以适应
如果你做得很快，那就真的是个大问题，”该研究的合著者、拉蒙特-多尔蒂的地球化学家伯尔·赫尼斯说
她指出，即使在PETM慢得多的速度下，海洋生物也经历了大量死亡
“过去看到了一些非常可怕的后果，这对未来来说不是好兆头，”她说
“我们正在超越过去，后果可能会非常严重
"
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