作者:苏黎世联邦理工学院彼得·吕格 阿根廷非常有前景的菱铁矿矿床
信用:Joep van Dijk / ETH苏黎世/来自van Dijk J，et al，Nat
Geosc
, 2020 湿热:利用古代土壤中的矿物质，ETH研究人员正在重建大约5500万年前地球上盛行的气候
他们的发现将帮助他们更好地评估我们的气候在未来会是什么样子
在5700万到5500万年前，被称为古新世的地质时代结束了，让位于始新世
当时，大气基本上被温室气体二氧化碳淹没，浓度水平达到1，400 ppm至4，000 ppm
因此不难想象，地球上的温度一定和桑拿浴室的温度相似
天气炎热潮湿，极地冰帽上的冰已经完全消失了
那个时代的气候为研究人员提供了当今气候如何发展的线索
工业化前大气中的二氧化碳含量为百万分之280，而今天的测量值为百万分之412
气候科学家认为，到本世纪末，人类活动产生的二氧化碳排放量可能会使这一数字达到百万分之一
苏黎世联邦理工学院、宾夕法尼亚州立大学和剑桥大学的研究人员利用取自前沼泽的土壤样本中的微小菱铁矿矿物，重建了古新世末期和始新世早期的气候
他们的研究刚刚发表在《自然地球科学》杂志上
菱铁矿矿物形成于无氧的土壤环境中，该环境是在沼泽中茂密的植被下形成的，在古新世和始新世，沿着湿热的海岸线有大量的菱铁矿矿物
为了重建从赤道到极地的气候条件，研究人员研究了13个不同地点的菱铁矿
这些都位于北半球，覆盖从热带到北极的所有地理纬度
盛行湿度 “我们根据菱铁矿样本重建的气候表明，炎热的大气也伴随着高水平的水分，”第一作者约普·范·迪克说，他在2015年至2018年间在地质研究所的联邦理工学院斯特凡诺·贝纳斯科尼教授团队完成了博士学位
因此，在5700万到5500万年前，哥伦比亚所在的赤道地区的年平均气温约为41摄氏度
在北极西伯利亚，夏季平均温度为23摄氏度
显微镜下阿拉斯加菱铁矿晶体的薄片
信用:华盛顿州立大学/西雅图 使用他们的菱铁矿“湿度计”，研究人员还证明了大气中的全球含水量，或比湿度，在古新世和始新世比现在高得多
此外，水蒸气在空气中停留的时间更长，因为比湿度的增加速度大于蒸发和降水
然而，特定湿度的增加并不是到处都一样
由于他们可以从各个纬度获取菱铁矿，研究人员也能够研究特定湿度的空间模式
他们发现热带和高纬度地区的湿度会非常高
研究人员将这一现象归因于从亚热带输送到这些地区的水蒸气
亚热带地区的相对湿度上升最小
蒸发增加，降水减少
这导致了更高水平的大气水汽，最终到达两极和赤道
大气中的蒸汽带走了热量
今天，气候科学家仍然观察到水蒸气和热量从亚热带流向热带
“潜热输送在始新世可能更大，”范·迪克说
“向高纬度地区输送热量的增加很可能有助于极地地区变暖的加剧，”他补充道
没有足够的时间适应 这些新的发现表明，今天的全球变暖与大气中水分运输的增加以及由此产生的热量的增加密切相关
范·迪克解释说:“大气水分输送是加剧极地变暖的一个关键过程。”
他指出，“尽管当时大气中的二氧化碳含量比现在高得多，但这些数值的增加发生在数百万年前。”
“今天的情况不同了
自工业化开始以来，人类在仅仅200年的时间里已经将大气中的二氧化碳水平提高了一倍多，”他解释道
在过去，动物和植物有更多的时间来适应变化的气候条件
“他们根本跟不上今天的快速发展，”范·迪克说
努力寻找菱铁矿晶体 找到菱铁矿并不容易
首先，这些矿物质很小，而且它们只存在于化石沼泽中，而今天它们通常只在地球表面以下几公里处被发现
这使得研究人员很难甚至不可能自己挖掘菱铁矿
“我们对我们认为可能存在菱铁矿的地方进行了几次考察，但我们只在其中一个地方发现了它们，”范·迪克说
幸运的是，这项研究的合著者之一——宾夕法尼亚州立大学的美国人蒂姆·怀特——拥有世界上最大的菱铁矿收藏
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