古新世-始新世极热期：酸化的海洋、不安的生物！

地球的历史上曾发生过几次重大的气候变化事件，古新世-始新世极热期（PETM）就是其中之一。它发生在大约5600万年前，当时地球经历了快速升温以及大量碳释放。

PETM时期的特点是碳大量涌入，可能是火山活动或甲烷水合物释放所致，这导致大气中二氧化碳水平显著上升，从而导致全球变暖。这项研究采用古气候数据同化，将海底沉积物CaCO3和海面温度代理数据与地球系统模型的模拟相结合，以重建PETM时期的海洋碳酸盐化学。

研究发现， 大气中二氧化碳含量从890 ppm急剧增加到1980 ppm。海洋pH 值下降了0.46 个单位，表明酸化现象严重。地表水方解石饱和度（海水容纳碳酸钙的能力）状态从10.2骤降至3.8，对海洋生物产生了严重影响。该研究强调高纬度地表水中碳酸盐欠饱和现象的加剧，反映了当前北极的趋势。

PETM与现代气候变化的相似性凸显了解决当前二氧化碳排放问题的迫切需要。该研究强调了严重海洋酸化的可能性及其对海洋生态系统的影响。

参考文献：Mingsong Li, Lee R. Kump, Andy Ridgwell, Jessica E. Tierney, Gregory J. Hakim, Steven B. Malevich, Christopher J. Poulsen, Robert Tardif, Haoxun Zhang & Jiang Zhu ，Coupled decline in ocean pH and carbonate saturation during the Palaeocene–Eocene Thermal Maximum.  Nature Geoscience (2024)，doi.s41561-024-01579-y

一、古新世至上古热时期碳快速释放的主要驱动因素是什么？

古新世至古热时期，特别是古新世-始新世极热事件( PETM)期间碳快速释放的主要驱动因素，科学家们仍在争论然而，目前已经提出了几种关键机制如下：

• 甲烷水合物不稳定：其中一个主要假设是储存在海洋沉积物中的水合物会释放出甲烷。这些甲烷可能是由于海洋温度升高或其他干扰而释放出来的。
• 大型火成岩省(LIP)活动：大型火成岩省的形成伴随着大规模的火山活动，可能会向大气中释放大量的二氧化碳和甲烷。
• 野火：可能由火山活动或雷电引发的强烈野火可能烧毁大面积泥炭地，释放出储存的碳。
• 永久冻土融化：陆地永久冻土的分解可能释放出大量先前被困在冻土中的碳。
• 火流星撞击：小行星或彗星撞击可能导致富含碳的岩石蒸发并引发野火，从而造成大量碳释放。

二、古新世至上古热时期海洋pH值的下降与当前海洋酸化趋势相比如何？

古新世-始新世极热事件(PETM)期间，海洋pH 值下降非常显著，海洋pH值从7.91下降到7.45 ，下降了0.46 个单位 。这种快速酸化对海洋生物产生了深远的影响，导致30 % -50 %的底栖有孔虫灭绝。

相比之下，目前海洋酸化的趋势 也令人担忧自工业革命开始以来，海洋表面水的pH值下降了0.1个单位，酸度增加了约30 %​​​。这一变化主要是由于海洋吸收了过量的大气二氧化碳​​​。海洋的平均pH 值目前约为8.1，但随着更多的二氧化碳被吸收， pH值正在下降。

尽管古新世至上古热时期的变化速度很快，且是由自然事件驱动的，但目前海洋酸化的速度是前所未有的，主要是由燃烧化石燃料和砍伐森林等人类活动驱动的。这两个时期都凸显了海洋化学对大气中二氧化碳水平变化的敏感性及其对海洋生态系统的潜在影响。

三、思考

PETM事件期间，地球系统存在哪些负反馈机制来减缓海洋酸化进程？这些机制的强度和持续时间如何？海洋酸化是否可能触发其他正反馈机制，进一步加剧气候变暖和海洋酸化？地球系统中是否存在非线性反馈，使得小幅度的初始变化可能导致巨大的系统响应？

PETM期间，碳循环与硅循环之间是否存在强烈的耦合？硅循环的变化对海洋酸化有何影响？ 海洋生物泵在碳循环中的作用如何？海洋酸化是否会削弱海洋生物泵的效率？海洋酸化对海底沉积物的碳埋藏速率有何影响？

PETM期间，不同海域的酸化速率是否存在显着差异？这与海域的地理位置、水深、洋流等因素有何关联？ 区域性海洋酸化事件对全球气候系统有何影响？极地海洋酸化对全球气候变化有何反馈？

这些有趣的问题旨在激发你的思考，助你更深入地理解，希望能为你带来新的启示和帮助~~~

申明：内容来源于海洋资源ocean-resource创作，未经允许，不得转载，海洋资源ocean-resource保留追究法律责任的权利。