【3500万年前突然变冷,第一个冰盖出现,渐新世为何降温?】
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大约3500万年前的始新世与渐新世过渡时期发生了一系列重大全球性气候事件 , 始新世末期异常温暖 , 今天被冰封的南极洲在当时连明显的冰盖都没有 , 但是在之后的渐新世 , 大自然见证了南极永久冰盖的到来 。 这两个时期为何气候差异如此之大 , 渐新世为何突然降温?
代表重要过渡的渐新世渐新世是古近纪时期的一个地质时代 , 从大约3390万年延伸到距今2300万年 。 与其他更古老的地质时期一样 , 定义这一时期的岩床已被很好地识别 , 但时代开始和结束的确切日期略有不确定 。
渐新世之前是始新世 , 紧随其后的是中新世 , 渐新世是古近纪的第三个也是最后一个时期 。 渐新世被地质界认为是一个重要的过渡时期 , 是热带始新世的古老世界与中新世更现代的生态系统之间的纽带 。
构造上 , 这一时期随着南极洲与澳大利亚和南美洲之间建立深海通道 , 南极洲变得更加孤立 。 自侏罗纪以来 , 澳大利亚一直在非常缓慢地远离西南极洲 , 但它们之间的深海海道是何时创建的并没有明确答案 。
气候方面来说 , 渐新世期间的气候反映了早始新世气候最佳期之后的降温趋势 , 这将地球气候从温室转变为冰室气候 , 当时冰盖的范围比现代世界大25% 。 始新世到渐新世的过渡 , 还是生物圈重要的冷却事件 。
渐新世为何降温?气候转变的影响可以在全球许多地方的地质记录中看到 , 随着温度和海平面的下降冰量有所增加 , 青藏高原的普拉亚湖在过渡时消失 , 原因是中亚的冷却和干旱 。 格陵兰海海洋沉积物中的花粉和孢子表明高纬度地区的冬季气温下降了约5摄氏度 。
北美的温度在渐新世早期下降了7至11摄氏度 。 始新世古土壤反映了超过一米的年降雨量 , 但渐新世早期降水量还不到这一数字的一半 。 另外挪威和格陵兰海的冰川残骸表明 , 在渐新世开始时格陵兰就已经出现了冰川 。
在最初的突然降温之后 , 随着大气中二氧化碳水平的下降 , 渐新世气候大致延续了降温趋势 。 在此期间 , 地球轨道参数的驱动影响在南极冰盖的起伏中变得越来越明显 , 其频率表明不仅受到偏心率的调制 , 而且还受到地球轨道倾角 , 即轴向倾斜变化的影响 。
学术界提出两个不相互排斥的驱动因素来解释降温 , 一方面是海洋通道的变化 , 长期以来 , 海洋通道的变化一直被提出来解释气候变化 , 但各种通道开放的确切时间仍然是持续争论的主题 。
另一方面大气二氧化碳水平的变化已被证明是始渐新世变冷的更合理解释 , 甚至可以解释很多其他时期的降温原因 。 整个渐新世的二氧化碳浓度从1000至800百万分比下降到了700至600百万分比 。 这种下降与海洋通道开放相结合 , 可能触发了南极冰盖的形成 。
与全球变冷相关的是生物圈发生了大规模灭绝 , 这一大规模灭绝事件在欧洲被称为大灭绝 , 这次事件中欧洲哺乳动物群和亚洲动物群都有大幅度减少 , 大约一半的哺乳动物属在一百万年内灭绝 , 包括最后一种古代鲸类动物 。
始渐新世之后始渐新世之后的气候鲜为人知 , 在渐新世中期 , 出现了几座巨型冰川 , 这导致了过去1亿年来最大的海平面下降事件 , 海平面降低了约75米 , 这反映在渐新世中期的大陆架切口和世界各地海洋岩石的不整合中 。
一些证据表明 , 即使冰盖在气候驱动下经历周期性增长和萎缩 , 高纬度地区的气候仍然温暖 , 气候变化的反应存在强烈的区域差异 。 整个渐新世的气候变得更加神秘 , 因此也有地理学家推测渐新世既不是温室气候也不是冰室气候 。
尽管二氧化碳水平较低 , 但渐新世晚期可能出现过变暖趋势 , 这一趋势的反应仍然存在强烈的区域差异 , 而且在这个变暖时期 , 南极洲仍然存在大量冰川 , 从青藏高原的花粉中可以看出渐新世晚期的变暖 , 这也表明南亚季风在渐新世晚期已经形成 。
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