德国亥姆霍兹研究中心协会 带有黄褐色风化液的活动基岩渗流;庐山-台湾
荣誉:克里斯汀·库克(GFZ) 台湾是一个极端的岛屿:严重的地震和台风反复袭击该地区,改变了景观,有时是灾难性的
这使得台湾成为一个极好的地球科学实验室
例如,岛屿中心的侵蚀过程比其最南端快一千倍
这种侵蚀速度的差异影响了岩石的化学风化,并产生了对我们星球几百万年碳循环的洞察
由德国地球科学研究中心(GFZ)的亚伦·布菲和尼尔斯·霍维乌斯领导的一组研究人员现在已经利用了不同的侵蚀率,研究了岩石的隆起和侵蚀是如何决定碳排放和吸收的平衡的
令人惊讶的结果是:在高侵蚀率下,风化过程释放出二氧化碳;在低侵蚀率下,它们从大气中吸收碳
这项研究将发表在《自然地球科学》杂志上
所有这些背后都是构造和化学过程
特别是在快速增长的山区,构造抬升和侵蚀不断从地下带来新的岩石材料
在那里,它暴露在循环的酸性水中,溶解或改变岩石
根据岩石的类型,这种风化对地球气候有非常不同的影响
例如,如果土壤中的碳酸与硅酸盐矿物接触,石灰石(碳酸钙或CaCO3)会沉淀,然后碳会在其中结合很长时间
在含硫矿物(如黄铁矿和石灰石)组合的情况下,情况正好相反
硫铁矿与水和氧气接触时形成的硫酸会溶解碳酸盐矿物,从而产生二氧化碳
山地建筑和化学风化之间的这种关系被认为在数百万年的时间里影响着我们星球的气候
但是阿尔卑斯山或喜马拉雅山的生长到底是如何影响气候的呢?硅酸盐风化加速,导致气候变冷吗?还是说,石灰石被硫酸溶解占主导地位,导致大气CO2浓度上升,随之而来的是全球变暖? 这个问题可以在台湾南部回答
台湾位于一个俯冲带,在那里一个海洋板块在亚洲大陆下面滑动
这种俯冲导致山体快速增长
虽然岛的中心已经屹立了几百万年,但南端刚刚从海里露出来
那里的山脉地势较低,侵蚀相对缓慢
再往北,那里的山又高又陡,新鲜的岩石很快就被带到地球表面,以适应天气
有益的是,台湾南部的岩石是世界上许多年轻山脉的典型代表,主要含有硅酸盐矿物和一些碳酸盐和黄铁矿
带有黄铁矿颗粒(金)和碳酸盐沉淀(白色)的变质细沉积物(片岩)
学分:洛林大学艾伯特·加利 在他们的研究中,研究人员对从这些山区收集不同侵蚀率的水的河流进行了采样
根据河流中溶解的物质,研究人员估计了风化过程中硫化物、碳酸盐和硅酸盐矿物的比例
这些结果使他们能够估计封存的CO2量和风化反应释放的CO2量
第一作者亚伦·布菲报道,“我们发现在台湾最南端,大气中的二氧化碳封存占主导地位
然而,在更北的地方,山脉侵蚀更快,碳酸盐和硫化物风化率占主导地位,二氧化碳被释放出来
" 那么,山脉的风化会增加大气中的CO2吗?亚伦·布菲说:“我们可以对台湾做出相对好的陈述
在这个最活跃的山区地带,化学风化似乎是由于化学风化而向大气排放二氧化碳的净排放源
但是,当从山上冲下来的沉积物被困在广阔的冲积平原上时,故事可能会改变;比如在喜马拉雅山或阿尔卑斯山脚下
这些沉积物通常富含硅酸盐,硅酸盐的风化会封存二氧化碳
此外,造山运动不仅将含有黄铁矿和碳酸盐的沉积岩带到了地球表面,还将由凝固的岩浆形成的岩石类型带到了地球表面,这些岩石中含有许多新鲜的硅酸盐,这些硅酸盐可以快速风化
在我们完全了解风化对地球气候的净影响之前,研究人员还有一些山要爬
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