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为什么6500万年前的恐龙会突然之间全部消失？: 杨学祥 2019-6-10 15:05; 为什么6500万年前的恐龙会突然之间全部消失？杨学祥关键提示：化石记录的一种解释显示， KT分界线前 1000万年至 300万年，近 40%的恐龙种类灭亡。到小行星撞击地球前 300万年时，恐龙物种已经出现生存危机。大约在 KT分界线前 50万年，地球碰上了历史上最猛烈的火山活动期之一。到处是喷发的火山，温室气体造成气温急剧上升，上升幅度达到 8摄氏度。这意味着巨大的灾难--生物栖息环境的改变、降雨模式的改变和气候突变。五次物种大灭绝的地质年表表 1 地球自转周期与地质旋回 Table 1 Earth’s rotation periods andgeological cycles 时间 /Ma 地球自转全球气候生物灭绝事件火山喷发形成物体积 /10 6 km 3 480 高峰温暖期北美火山活动高峰 437 低谷大冰期第一次生物大灭绝： 4.5 亿年前北美火山活动低谷 370 高峰温暖期第二次生物大灭绝： 3.77 亿年前北美火山活动高峰 280 减慢北美火山活动减弱 248 减慢第三次生物大灭绝： 2.51 亿年前西伯利亚暗色岩 5 230 低谷大冰期第四次生物大灭绝： 2.03 亿年前北美火山活动低谷 160 加快三大洋底重大裂解作用 140 加快香港超级火山 139 加快三大洋底重大裂解作用 120 高峰温暖期不明显 ( 水下喷发 ) 翁通爪哇海台 36 120 北美火山活动高峰 110 高峰大规模生物灭绝凯尔盖朗海台 97 三大洋底重大裂解作用 65 第五次生物大灭绝： 0.65 亿年前德干暗色岩超过1.3 55 陆生哺乳动物灭绝北大西洋火山边缘 25 低谷低温 15 加快变暖大规模生物灭绝哥伦比亚河溢流玄武岩 1.3 10 高峰变暖 0 低谷大冰期第六次生物大灭绝 ?? 北美火山活动低谷相关报道为什么6500万年前的恐龙会突然之间全部消失，到底有什么秘密？原创要旅行我带你走 3小时前我要分享在人类还未出现的时候，地球就已经孕育出了多姿多彩的生命，也有很多生物逐渐消逝在了历史的长河中，其中最令人津津乐道的便是6500万年前全部消失的恐龙了。恐龙是出生在中生代的一种巨型爬行动物，曾经是称霸地球的一代统治者，如果当时人类和恐龙同时存在，那么地球上至今将不会有哺乳动物。而电影中《驯龙高手》只是导演对人类和动物和谐相处的美好刻画。可是这种巨型生物这样离奇的消失在历史的长河中，这也形成了生物史上一个未解之谜。由此许多科学家都各自提出了自己的看法与研究。有疾风骤雨说，火山喷发说，物种老化说，气候变化说等。而相对至今较为流行的一种说法就是在6500万年前有一颗小行星撞击了地球，巨大的爆炸和爆炸之后产生的一系列连环效应导致了恐龙灭绝，地球上绝大多数的生物都难逃此劫。对此地质学家还发现了在世界各地的矿山和露头，都可找到 6500万年前形成的岩石。在这一岩层之下存在大量恐龙化石，在其之上却找不到一副恐龙骨架。这一岩层被称为 KT分界线。化石记录的一种解释显示， KT分界线前 1000万年至 300万年，近 40%的恐龙种类灭亡。到小行星撞击地球前 300万年时，恐龙物种已经出现生存危机。大约在 KT分界线前 50万年，地球碰上了历史上最猛烈的火山活动期之一。到处是喷发的火山，温室气体造成气温急剧上升，上升幅度达到 8摄氏度。这意味着巨大的灾难--生物栖息环境的改变、降雨模式的改变和气候突变。所有证据显示，由于环境恶化，它们的数量开始锐减。即使小行星没有撞击地球，大规模火山运动和海平面下降也会把它们推向灭亡。但是，小行星撞击--确实至少清除掉了世界上最后残余的恐龙。 http://www.yidianzixun.com/article/0MEeOfzM; 个人分类: 全球变化|3456 次阅读|0 个评论

包括恐龙在内的绝大多数地球生物的灭绝并非由单一原因造成: 杨学祥 2019-6-6 09:36; 包括恐龙在内的绝大多数地球生物的灭绝并非由单一原因造成杨学祥关键提示：俄罗斯科学院通讯院士、俄罗斯科学院地质所教授阿克米梯耶夫说：“约 6500 万年前的东北亚地区曾处于相似的古地理环境，火山喷发、海平面下降以及气候变冷等非生物原因可能是恐龙在这一地区消失的主要原因，而不是由于小行星撞击地球造成的。” 黑龙江区域地质调查所的专家对嘉荫当地的地层和岩石的研究表明，火山活动当年对这一地区恐龙的生存环境造成了很大影响，如到达地面的日照减少等，并足以影响到恐龙的生存。 “当然，距今约 6500 万年前仍然是世界公认的非鸟类恐龙最后彻底灭绝的时间，只是各种原因导致恐龙在不同地区消失的时间恐怕不完全一致。”国际著名恐龙研究专家、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员董枝明说。相关资料恐龙毁灭的场景有多惨烈？2公里厚的岩层，记录下它们经历的痛苦品天下昨天数亿年前，人类尚未成为地球的主宰者，恐龙在整个自然界占据主导地位，这个大家族的很多成员分布在世界上的各个角落，凭借各自的本领在食物链中立足。一次偶然的灾难，导致地球上将近一半的生物灭亡，也彻底击垮了恐龙家族，为哺乳动物的崛起提供了绝佳的机会。时至今日，人们仍然无法彻底了解恐龙们当年究竟经历了怎样的灾难。关于恐龙灭绝的种种猜测中，小行星撞击说、外星人操控论甚至火山爆发说等，至今没有确切的答案。最近，科学家们表示，一块2公里厚的岩石或许可以帮助我们解开谜团。据悉，6500万年前，人类的祖先还生活在山洞中，而恐龙已经统治地球长达几亿年，一颗直径达10千米的小行星直击地球。这场大灾难几乎是史无前例的，起码在生命出现以后，地球平静安稳的环境因此受到了极大的破坏。目前科学家们虽然没有找到小行星撞击地球的直接证据，连陨石坑的痕迹都没有找到，但是人们已经能够通过岩层和动植物化石等信息来判断，地球上的确出现过这样一段灰暗的历史，并且很有可能包括恐龙在内的很多生物都因此灭亡。除此之外，科学家们在印度还发现了超级火山爆发的痕迹，地面下有厚达2公里的玄武岩层。作为相对致密的岩层之一，玄武岩层的出现证明这里曾经有大量岩浆流过，并且借助相关仪器，人们还发现南亚的大部分地区都有类似的岩层。研究人员表示，地球在6000多年前还出现了超级火山的爆发，可能是小行星撞击导致地球的板块剧烈运动，从而触发了火山爆发。大量火山灰飘到大气中，遮蔽了阳光，地震、海啸同时作用，无数生命毁于一旦。很难想象这一片末日情景如果发生在我们面前将会如何，因为即便我们有发达的科学技术，面对小行星撞击引发的一系列灾难，恐怕仍然很难应付。更何况恐龙没有发展出文明，它们只能够尽可能地逃跑，已经无法用恐惧来描述它们当时的心情。科学家们也在继续进行相关研究，试图获得更多有效的线索，无论是古老的地层还是生物化石，都将为我们带来更多远古的信息。历史的车轮滚滚而过，好奇心和探索欲将激励着我们上下求索。 http://www.yidianzixun.com/article/0MBylJsQ 研究表明行星撞地球不是恐龙灭绝的唯一原因已有 1896 次阅读 2011-10-30 03:10 研究表明行星撞地球不是恐龙灭绝的唯一原因 2011-10-29 来源：新华网新华网哈尔滨 8 月 22 日电（记者马扬、陈梦阳、高星）科学家在黑龙江省嘉荫县历时 9 年的地质古生物研究表明，恐龙灭绝并非仅仅由小行星撞击地球造成，而是由各种因素分别或同时作用于不同地区，从而使恐龙在世界各地消失。由中、美、英、俄、德、日、韩等 7 个国家的数十位世界优秀科学家组成的课题组近日在黑龙江省嘉荫县确认了具有国际对比标准的陆相白垩纪－古近纪地层界线（也称“ K － T 界线”）。这一地层界线是记录距今约 6500 万年前地球上发生的全球性生命大灭绝与复苏的一个地质界面。据介绍，由吉林大学倡导的这项世界前沿课题得到了中国国家自然科学基金委员会的支持。近十年来，以我国科学家孙革教授为首的多国科学家研究队，通过古生物学、地球化学、古地磁学、年代地层学、实施钻孔等综合研究，终于在嘉荫小河沿地区发现了这一地层界线，其成果已发表于 2011 年第三期《世界地质》杂志上。《世界地质》是我国地质科学学术刊物。据了解，在距今约 6500 万年前这一急剧转变的时期，包括恐龙在内的地球上 70% 以上的生物曾集群性灭绝，而后地球生物又以崭新的面貌复苏，并在地层上留下了记录。这是地球上有明显生命迹象之后的第五次，也是迄今发生的最大规模的一次生命灭绝与复苏。据了解，目前全球已有 100 多个“ K － T 界线”点。“然而，作为中国目前唯一有确切地质证据的陆相‘ K － T 界线’，嘉荫县的这一地层界线与北美等地的‘ K － T 界线’不同，它没有含铱量超高的黏土层，说明这一地区受小行星撞击地球的影响很小或者并没受到它的影响。”课题组首席科学家、中国古生物学会副理事长孙革教授说。据介绍，距今约 6500 万年前的、含铱量超高的黏土层被科学界普遍认为是小行星撞击地球后留下的最明显的地质特征之一，而全球恐龙灭绝源于当时的这一撞击也是目前最流行的一种科学假设。此次课题组的科学家们研究认为，同样是约 6500 万年前的“ K － T 界线”，却有着不同的地质和生物化石特征，足以表明当时包括恐龙在内的绝大多数地球生物的灭绝并非由单一原因造成，不同地区应该有不同的主导原因。据介绍，嘉荫县的“ K － T 界线”与俄罗斯西伯利亚及远东地区的一些已确认的“ K － T 界线”具有相同的地质特征。课题组成员、俄罗斯科学院通讯院士、俄罗斯科学院地质所教授阿克米梯耶夫说：“约 6500 万年前的东北亚地区曾处于相似的古地理环境，火山喷发、海平面下降以及气候变冷等非生物原因可能是恐龙在这一地区消失的主要原因，而不是由于小行星撞击地球造成的。” 黑龙江区域地质调查所的专家对嘉荫当地的地层和岩石的研究表明，火山活动当年对这一地区恐龙的生存环境造成了很大影响，如到达地面的日照减少等，并足以影响到恐龙的生存。 “当然，距今约 6500 万年前仍然是世界公认的非鸟类恐龙最后彻底灭绝的时间，只是各种原因导致恐龙在不同地区消失的时间恐怕不完全一致。”国际著名恐龙研究专家、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员董枝明说。 http://www.cqcb.com/cbnews/gngjnews/2011-10-29/411388.html http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-502538.html 最新研究发现突然降温导致恐龙灭绝已有 4338 次阅读 2010-5-4 10:03 据国外媒体报道，英国研究人员发现，导致恐龙走向灭绝的真正原因并不是一颗彗星撞上地球，而是温度突然迅速下降。综合分析表明，陨石撞击、和超寒冰河时代都是生物灭绝的原因，其中恐龙灭绝的可能原因——冰川时代“男女比例失调”、超寒冰河时代使哺乳动物大灭绝现象往往每隔250万年就会重复一次，是科学的最新发现。温室效应产生的全球变暖并不能导致生物灭绝，灭绝生物和人类的杀手不是全球变暖，而是火山喷发、陨石撞击、地磁场减弱、臭氧层破坏、宇宙高能射线和超寒冰河时代。与全球变暖作斗争，就像唐吉珂德与风车作斗争一样，是对地球历史无知的表现：无视中生代温暖时期恐龙的霸主地位和第四纪冰期时期巨型动物的绝迹。在温暖的中生代，海洋底层温度为15摄氏度，第四纪冰期到来时海洋底层温度为摄氏0度，而目前海洋底层温度为摄氏2度。目前海洋蓄能库的热能状况与中生代温暖期相去甚远，离超寒冰河期仅一步之遥。面对225万年以后的超寒冰河时代威胁，人类的主要任务不是阻击全球变暖，而是预防全球变冷：任何减缓全球变暖的人为努力，都可能导致全球变冷的加速到来！最新研究发现突然降温导致恐龙灭绝 2010-04-30 07:05:03 来源：新浪科技这个在挪威斯瓦尔巴特群岛发现的侏罗纪菊石，显示了当时的气温突然降低。科学家认为，这一时期的气温下降可能是导致恐龙走向灭绝的一个主要因素。据国外媒体报道，英国研究人员发现，导致恐龙走向灭绝的真正原因并不是一颗彗星撞上地球，而是温度突然迅速下降。他们对挪威的化石进行研究发现，1.37亿年前，世界海洋的温度突然从13摄氏度到14摄氏度急剧下降了9摄氏度。他们认为，这导致大西洋暖流突然发生变化，很多专家担心现在这种现象会再次出现。白垩纪时期气温突然下降，很有可能是导致全球的恐龙“大量”消亡的主要原因。进行这项重大研究的科学家称，这一现象导致恐龙走向最终的灭绝之路。一些专家认为，是6500万年前的一场灾难性事件(例如一颗流星撞上地球)导致恐龙灭绝的，但是这项最新研究指出，这种曾统治地球的庞然大物的灭绝，是由一系列环境变化造成的，而海洋温度下降是这一系列环境变化的开端。英国普利茅斯大学的格雷戈里·普里斯博士负责领导了这个科研组，该研究对从挪威北极地区斯瓦尔巴特群岛获得的化石和矿物质进行了调查。普里斯发现，白垩纪时期气温突然急剧下降，这导致曾生活在温暖的浅海、陆地和沼泽地里的很多种恐龙迅速灭亡。他表示，该科研组的研究显示，气温突然下降的时候，地球上正是“温室”气候，跟现在非常类似。普里斯说：“气温下降可能还导致海洋环流发生变化，这跟科学预测的墨西哥湾暖流将要发生的变化很像。在白垩纪时期，大西洋比现在窄得多，但是它所具有的特点跟目前北方的洋流非常类似。” 普里斯说：“如果大西洋暖流突然停止，会引起冰川融化，导致气温突然下降。我们认为，恐龙很可能是冷血动物，它们必须在温暖的环境下才能存活下来。如果在气温下降后恐龙不能迁徙到南方，它们将会走向灭绝。现在正在发生的气候变化，有助于确定恐龙是如何走向灭绝的。现在我们认为，它们是在很长一段时间内逐渐消亡的，这可能是由一系列气候变化造成的。” 科学家认为，曾经大气里含有很高水平的二氧化碳，这导致全球气温上升，极地冰川融化(科学家预测地球目前正在发生的一种现象)，最终导致全球气温下降。这与科学家预测的墨西哥湾暖流“输送带”关闭的情形一样。科学家曾发出警告说，这个“输送带”停止，会导致欧洲进入另一个冰河时代。自2005年以来，普里斯一直在探访斯瓦尔巴特群岛，在一个非常著名的地方收集化石和样本，人们曾在这里获得的重大发现包括板龙和icthyosaurs等巨大的海洋爬行动物化石。他说：“迅速繁衍的恐龙和一系列其他数据指出，白垩纪时期相当温暖，大气里的二氧化碳水平很高。但是在数百或数千年的一段时间里，海洋温度从平均13摄氏度突然下降到8到4摄氏度。” http://www.weather.com.cn/climate/qhbhyw/04/425015.shtml 全球气候变冷导致恐龙灭绝杨学祥杨冬红光明观察刊发时间： 2006-12-25 15:12:09 http://guancha.gmw.cn 过去5亿年间，发生了5次让大多数地球生命形式彻底消失的事件：第一次发生在奥陶纪(Ordovician)末期，距今约4.43亿年；第二次发生在3.74亿年前，接近泥盆纪(Devonian)末期；规模最大的一次则发生在二叠纪(Permian)末期，距今2.51亿年，当时90%的海洋生物和70%的陆地动植物(甚至昆虫)都毁于一旦；三叠纪(Triassic)末期，全球性生物灭绝的惨剧再次上演，距今2.01亿年；最后一次生物大灭绝发生在6,500万年前的白垩纪(Cretaceous)末期。彼得•D•沃德最近撰文指出，20多年来，科学家们一直认为，小行星撞击地球导致了一半以上的生物大灭绝事件，种种发现似乎也支持这一观点。事实并非完全如此。新一类证据表明，地球本身就可以消灭栖息在它上面的生物，这样的惨剧可能已经发生过多次。陨星撞击导致恐龙灭绝模式撞击模式由阿尔瓦雷斯本人、他的父亲物理学家路易•W•阿尔瓦雷斯(Luis W. Alvarez)以及两位核化学家——海伦•V•米歇尔(Helen V. Michel)和弗兰克•阿萨罗(Frank Asaro)共同提出，它包括两个不同的假设：首先，一颗直径约为10千米的小行星，在6,500万年前撞击了地球；其次，撞击产生了严重的后果，使一半以上的物种灰飞烟灭。他们在厚厚的铱层中发现了那场撞击留下的痕迹：含铱的尘埃当时撒满了地球——这种元素在地球上颇为稀少，但在地外物质中却比较常见。这个惊人观点发表不到10年，人们就发现了撞击灾难的直接证据——“奇科苏卢布”陨石坑(Chicxulub crater)，它就隐藏在墨西哥的尤卡坦半岛。对其他几个生物灭绝时期而言，证据也似乎指向“天上”。20世纪70年代初期，地质学家已经将一层薄薄的铱层与泥盆纪末期的生物灭绝联系了起来。到了2002年，其他发现揭示了三叠纪末期和二叠纪末期发生的撞击。三叠纪地质层中也找到了微量的铱元素。对于二叠纪而言，人们认为，独特的“碳笼”分子(buckyball)包含了捕获的地外气体，这又增添了一条令人激动的线索。因此，许多科学家开始推测，在5次生物大灭绝中，有4次是由小行星或彗星撞击地球引起的。唯一的例外是奥陶纪末期的生物大灭绝，科学家已经断定，这一事件是我们邻近宇宙中的一颗恒星发生爆炸所产生的致命辐射的结果。然而近年来，随着研究人员继续探寻挖掘资料，他们发现一些现象无法解释。新的化石分析指明，二叠纪和三叠纪的生物大灭绝是个漫长的过程，历时数十万年。新近获得的、有关大气碳含量水平升降(即碳循环)的证据似乎也表明，生物圈遭受了一系列长期的环境恶化，而不是一次性撞击带来的突发性灾变。如果造成生物大灭绝的真凶不是突然撞击地球的小行星，那么究竟会是什么呢？种种新发现的证据表明，真凶很可能就是地球本身！恐龙灭绝的可能原因——冰川时代“男女比例失调” 曾经主宰地球的恐龙家族为何完全从地球上消失一直是个未解之谜。最近，美国科学家在研究鳄鱼生育原理的过程中发现了恐龙灭绝的可能原因——“男女比例失调”，在侏罗纪末期，随着冰川时代的来临，全球气温骤降，恐龙产的蛋要么是死蛋，要么孵化出来的是雌性恐龙。雄性恐龙的灭亡导致了恐龙大灭绝。要知道某位孕妇腹中胎儿的性别需要借助科学仪器，因为人类的性别是由染色体决定的，在卵子受精的时候就已经决定了的。但是对于海龟和鳄鱼来说，事情就简单得多，它们想生儿生女并不是染色体在起作用，而是孵化时的温度。如果海龟妈妈想生一窝“女儿”居多的蛋，其可以选择不同的孵化点下蛋，比如，在温暖的阳光最常光顾的那片沙滩下。美国科学家近年来就对美洲鳄和扬子鳄作了详细研究。他们研究的结果证明，孵化时的温度决定鳄鱼“新生儿”的性别。研究表明，当孵化温度为26℃至30℃时，鳄鱼的新生儿全为“女的”；在30℃至34℃时，鳄鱼的新生儿“有男有女”；在34℃至36℃时，鳄鱼新生儿全为“男的”。如果温度过高或者过低，它们的卵就孵化不出来，成为“死蛋”。和鳄鱼不同的是，海龟的孵化温度越高雌性越多，当海龟的产房温度超过29℃时，孵化出来的小海龟都是雌性；而当“产房”温度低于27℃，则生“男孩”。由于恐龙是鳄鱼的远亲，美国科学家通过对鳄鱼“新生儿”性别的研究后大胆推测，恐龙灭绝是因为“男女比例失调”。在侏罗纪末期，随着冰川时代的来临，全球气温骤降，恐龙产的蛋要么是死蛋，要么孵化出来的是雌性恐龙。因此，最先消失的是雄性恐龙，那些活着的雌性恐龙全都成了不折不扣的“寡妇”，无法繁衍后代。就这样，整个恐龙家族随着气温的下降而灭绝了。为什么巢穴温度会决定鳄鱼后代的性别？科学家分析，温度变化会对幼鳄体内的性激素分泌量和接受量产生影响，从而影响性别的变化。现在的研究已经深入到分子和基因层次，但要得出研究结果还需要一段时间。地球上每隔250万年就会出现一次哺乳动物大灭绝荷兰乌特勒支大学考古学家对132种灭绝啮齿动物的8万颗化石牙齿进行研究后震惊地发现，地球绕太阳的轨道每隔250万年左右就会从圆形变成椭圆形，这一变动将使地球进入超寒冰河时代，造成生物大灭绝。由于人类已在地球上出现了25万年，所以人类最多再延续225万年，就会迎来下一个超级寒冷的冰河时代，造成人类大灭绝，而一种能够抵御极度寒冷的新种类巨鼠将可能统治地球。据报道，在地球历史上曾出现过好多次无法解释的哺乳动物大灭绝现象，和小行星撞地球导致恐龙灭绝的大灾难不同的是，这些哺乳动物大灭绝现象往往每隔250万年就会重复一次，造成此前的哺乳动物大部分突然消失，而新种类的哺乳动物又将会渐渐诞生。一些考古学家怀疑这些灭绝的哺乳动物是被其他生物消灭了，还有科学家认为气候剧变造成了生物大灭绝。荷兰乌特勒支大学考古学家简•万•达姆通过对过去2200万年中已经灭绝的132种啮齿动物的8万颗化石牙齿进行了研究分析，这些史前灭绝的哺乳动物包括松鼠、老鼠、海狸、野鼠等，它们曾生活在2450万年前到250万年前，但只有少数种类幸存到了今天。达姆研究发现，地球上每隔250万年就会出现一次哺乳动物大灭绝，而同时，地球绕太阳的轨道从接近圆形变成椭圆的周期，也是大约240万年左右，而地球的轴心度也每隔100万年就会变动一次。达姆相信，正是地球轨道的变动和轴心变化的重合造成了哺乳动物的大灭绝现象，这一变动周期正好是250万年左右。达姆在《自然》杂志上撰文称，当地球的轨道接近圆形时，地球上的气候将更稳定，而当地球的轨道进入椭圆状态时，地球上的气候将变得更极端，最后形成寒冷的冰河时代，造成大多数生物无法幸存下来。如果人类在225万年后走向终结，而一种能够抵御极度严寒的新种类巨鼠将会生存下来，成为地球的主宰，而地球上产生一种“新人类”的可能性也将微乎其微。综合分析表明，陨石撞击、和超寒冰河时代都是生物灭绝的原因，其中恐龙灭绝的可能原因——冰川时代“男女比例失调”、超寒冰河时代使哺乳动物大灭绝现象往往每隔250万年就会重复一次，是科学的最新发现。温室效应产生的全球变暖并不能导致生物灭绝，灭绝生物和人类的杀手不是全球变暖，而是火山喷发、陨石撞击、地磁场减弱、臭氧层破坏、宇宙高能射线和超寒冰河时代。与全球变暖作斗争，就像唐吉珂德与风车作斗争一样，是对地球历史无知的表现：无视中生代温暖时期恐龙的霸主地位和第四纪冰期时期巨型动物的绝迹。在温暖的中生代，海洋底层温度为15摄氏度，第四纪冰期到来时海洋底层温度为摄氏0度，而目前海洋底层温度为摄氏2度。目前海洋蓄能库的热能状况与中生代温暖期相去甚远，离超寒冰河期仅一步之遥。面对225万年以后的超寒冰河时代威胁，人类的主要任务不是阻击全球变暖，而是预防全球变冷：任何减缓全球变暖的人为努力，都可能导致全球变冷的加速到来！我们必须记住：最终决定世界命运的是自然规律，而不是人类！荷兰乌特勒支大学考古学家达姆的发现和美国科学家关于恐龙灭绝的可能原因——冰川时代“男女比例失调”的研究，为人类生存环境的变迁敲响了警钟：超级严寒是生物的头等杀手。参考文献 1．彼得•D•沃德(Peter D. Ward) 撰文，冉隆华翻译。《环球科学》：温室效应，生物大灭绝真凶？2006年11月14日《环球科学》 http://tech.sina.com.cn/d/2006-11-14/17291236830.shtml 2．美惠。科学家称性别比例失调导致恐龙大灭绝(图) 。2006年12月23日 17:50 新民晚报 http://tech.sina.com.cn/d/2006-12-23/17501303438.shtml 3．沈志真。考古学家称人类225万年后灭绝硕鼠成主宰(图)。时间：2006年10月13日02:28 来源：现代快报 http://news.sohu.com/20061013/n245767596.shtml 4．杨学祥. 谁是灭绝生物的头等杀手：酷热还是严寒？ 2006-10-13光明网 - 光明观察 –随笔杂谈. show.aspx?id=1307 5．杨学祥. 最终决定世界命运的是自然规律，而不是人类. 文化历史博客. 2006-06-21.光明观察刊发时间： 2006-6-17. http://guoxue.blogbus.com/logs/2006/06/2679794.html 网友评论本文已被阅读 3332 次文章来源：光明观察杨学祥杨冬红更多文章徐道一研究员：天文地质学的引进与发展2007-8-18自然力抑制了全球变暖：郭增建的“海震调温说”得到证实2007-8-14人类能够影响气候但无法控制气候2007-8-13灾害链的发生规律：人鼠大战何时休？2007-7-18气候变冷曾导致首次生物大灭绝2007-7-10地球直径变化的18.6年周期：地球直径比5年前短了5毫米2007-7-8气候变冷曾导致首次生物大灭绝2007-7-8全球气候变冷导致恐龙灭绝2006-12-25 http://guancha.gmw.cn/show.aspx?id=2726 http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-319500.html 研究称6500万年前火山喷射毒气致恐龙灭绝已有 2309 次阅读 2011-10-23 13:43 研究称6500万年前火山喷射毒气致恐龙灭绝 2011年10月21日16:49 来源：光明网热点专题手机看新闻恐龙灭绝时期印度火山喷发形成的德干岩群 6500万年前火山喷发致恐龙灭绝据国外媒体报道，英国的科学家日前称，他们最近在一项中研究发现，恐龙灭绝很可能是因为6500万年前的一次火山大爆发。火山爆发喷射出来的大量有毒气体，摧毁了恐龙在地球上赖以生存的生态环境。在最新一期出版的《科学》杂志上，英国的科学家公布了他们的这项最新研究成果。研究人员们表示，6500万年前，形成印度“德干岩群”的一系列火山喷发还向大气中喷入了大量的硫磺，这给地球气候造成了毁灭性影响。在分析5.45亿年前地球大量物种被扼杀灭绝的历史事件中，火山喷发是两个主要解释之一。还有研究人员表示，远古时代有一段时间地球上的火山非常活跃，火山活动本身也许并不能造成恐龙的灭绝。但在火山爆发的时候释放出大量的铱元素，这种元素会导致恐龙蛋不能孵化出小恐龙，所以最终导致恐龙的灭绝。科学家们发现在恐龙大量灭绝的地层里，这种铱元素特别丰富。另一些科学家们则表示，可能是由于小行星撞击地球导致了6500万年前的恐龙灭绝。迄今为止，由于一些科学家们曾对释放的有毒气体量进行过测量，因此他们对火山的致死能力表示怀疑。然而，科学家们却在德干火山岩(即我们所知的泛布玄武岩)中发掘出了玻璃的痕迹，这使得英国研究小组能够对最初的气体成分进行分析。截至目前，研究人员对火山的杀伤力一直心存怀疑，因为他们曾努力测量过火山喷发究竟能释放多少有毒气体。但是在对德干火山岩的研究中，一支英国考察队发现了至关重要的线索，揭开了原始火山气体成分的神秘面纱。英国开放大学的火山学家史蒂夫-塞尔夫说：“当时，形成‘德干岩群’的火山喷发所释放气体可能损毁了地球上的生命，从而导致了大规范的物种灭绝。尽管这一说法还未有确证，不过确有历史事件的支持。地球上曾经有过多次重大的物种灭绝，神秘的是，几乎所有灭绝事件发生的同时都陪随着巨大泛布玄武岩地区的形成。”每年从火山喷发中喷涌到大气中的硫是人类近年来在发电站中烧煤，以及通过其它工业活动产生的硫的10倍。其后果是大气中的硫酸浓度升高，酸雨分布更加广泛，从而导致地球上的硫逐渐变冷，气候循环的正常模式也遭到破坏。恐龙曾统治地球长达数千万年的时间，但在6500万年前突然灭绝，人们今天只能看到当时留下的大量恐龙化石。关于恐龙灭绝的原因，人们仍在不断地研究之中。长期以来，最权威的观点认为，恐龙的灭绝和6500万年前的一颗大陨星有关。据研究，当时曾有一颗直径7-10公里的小行星坠落在地球表面，引起一场大爆炸，把大量的尘埃抛如大气层，形成遮天蔽日的尘雾，导致植物的光合作用暂时停止，恐龙因此而灭绝了。迄今为止，科学家们共提出了十余种对恐龙灭绝原因的假想和推测。 http://scitech.people.com.cn/h/2011/1021/c227887-138118635.html http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-500067.html 超级火山喷发导致全球变暖和大规模生物灭绝已有 3223 次阅读 2015-10-3 13:32 超级火山喷发导致全球变暖和大规模生物灭绝杨学祥，杨冬红腾讯科学讯据国外媒体报道，科学家研究发现，数百万年以前的印度地区喷发出了大量熔岩，在大约 50 万年的时间里，向地球表面喷发出约 12275 立方英里（约合 512000 立方公里）的岩浆。作者认为，有可能的是虽然陨石撞击给白垩纪的生命带来了严重的打击，但是真正的死亡打击稍后才真正来到。在形成德干地盾的火山喷发期间，长达 50 多万年里不断有气体排放到大气中，引起气候变化，导致地球上的大部分生命灭绝，而且陨石撞击的影响阻止了物种的反弹（陨石撞击产生的大量灰尘和气体也给气候带来的变化）。普林斯顿大学的科学家在 2011 年发表的一项研究得出了一个类似的结论，他们发现在陨石撞击后浮游生物的化石在体型和数量上都出现了缓慢的收缩，只有部分变化多样的物种得以存活。火山喷发导致的地质构造被称作溢流玄武岩，而且地质学家们仍然在对它们进行更多的探索。尽管德干地盾可以说是最著名的，但是太平洋中有着更大的 Ontong-Java( 翁通爪哇 ) 平原。科学家们认为这些大喷发的真正来源来自于地幔的深处，接近地球核心的外边缘。我们在 1999 年指出 , 现代火山活动有明显致冷的记录。短周期的对应关系是：小冰期对应强火山活动，小气候最适期对应弱火山活动。但是，火山长周期的对应关系却是：火山活动峰值与全球无冰期对应，而谷值与大冰期对应。据 Coffin 和 Eldholm （ 1993 ）海洋考察结果，巨大火成区所显示的大陆溢流玄武岩和大洋溢流玄武岩的喷发强度与全球高温和大气 CO 2 高浓度对应（见图 1-2 ）。图 1 巨大火成区和全球变暖 Fig 1 Large igneous provinces and global warming 图 2 巨大火成区的规模比例 Fig 2 The proportion of the large igneous provinces 120Ma 前海底地幔柱喷发形成翁通爪哇海台，其释放的热量为 6×10 26 J ，海洋的质量为 1.45×10 24 g ，可使全球海水温度增高 33 ℃ ，平均每万年海温升高 0.1 ℃ 。有证据表明，在古新世末不到 6000 年的时间内大洋底层水增温 4 ℃ 以上。海底火山活动引发的海温增高和 CO 2 排放在全球气候变化中的作用不容忽视，这是白垩纪强烈火山活动、大气中高浓度 CO 2 和异常高温一一对应的原因。最近发现在 15~20Ma 前南极的夏季温度要比现在高出大约 11 ℃ ，最高可以达到大约 7 ℃ 。这一南极地区的“绿化”过程最高峰大致出现在中新世中期，距今大约 16.4~15.7Ma 。中新世中期的温暖环境被认为应当对应于 400~600ppm 的大气二氧化碳浓度。 15 Ma 前发生的哥伦比亚溢流玄武岩喷发是大气 CO 2 浓度增加的原因（见图 1-2 ）。在过去的 20 年中，研究人员搜集了有关古新世—始新世（ 5500 万年前）最热现象（ PETM ）的数据。在 PETM 期间，地球的表面温度在 1 万年的时间里上升了 9 ℃ ，而这一事件的起始温度要高于地球目前的气温。地球的温度在这一较高水平上一直持续了近 10 万年。在 PETM 期间，大气中的气体浓度上升了约 700 ppm （百万分之一），即从 1000 ppm 升至 1700 ppm ——这比现今的 385 ppm 高出了 4 倍之多。据估计，温室气体的大量灌入形成了这一气温峰值。然而一项新的分析结果似乎并不能完全支持这一假设。研究人员模拟了在 PETM 期间，大气的灵敏度增加到翻一番的二氧化碳水平—— 2000 ppm ，地球温度会发生何种变化。最终的结果显示，这些二氧化碳最高可以使温度升高 3.5 ℃ 。这就意味着还有一些其他的因素使地球的温度升高了 5.5 ℃ 。这一无法解释的变暖现象使人们对究竟是什么导致了重大且快速的气候变化的认知存在着一个缺口：二氧化碳不是造成古气候峰值唯一原因。事实上， 5500 万年前的温度峰值与北大西洋边缘的巨大火成区同时出现，后者喷出的熔岩为哥伦比亚溢流玄武岩体积的 3 倍多。 1000km 3 熔岩要释放 1.6 × 10 13 kg 的 CO 2 ， 3 × 10 12 kg 的硫和 3 × 10 10 kg 的卤素。一个巨大火成区的累积过程要发生上千次这样的喷发，它使现代人类造成的污染物产生的影响相形见绌。 120Ma 前海底热幔柱喷发形成翁通爪哇海台的体积为 36 × 10 6 km 3 ， 15 Ma 前发生的哥伦比亚溢流玄武岩体积为 1.3 × 10 6 km 3 ，释放的 CO 2 分别为 5.8 × 10 17 kg 和 2.1 × 10 16 kg 。图 3 中可以看到，巨大火成区大部分处于海洋及其边缘，喷发物被海水过滤，减少火山灰降温作用，增强温室气体增温作用。海洋被加热，释放大量温室气体，两种因素都导致气温升高。图 3 全球巨大火成区 Fig 3Global large igneous provinces Engel and Engel 给出了 6 亿年以来北美火山喷发曲线（见图 4 ）， Larson 给出了 1.5 亿年以来全球地磁、洋壳产量、古温度、古海平面、黑色页岩的异常变化，与图 1-2 的变化趋势基本一致。图 4 北美火山活动曲线（据 Engel and Engel, 1964 ） Fig. 4 The cure of volcanic activity in North America （ after Engel and Engel, 1964 ）在过去 4.5 亿年中地球旋转速率、地磁轴视极移、洋脊的活动、海平面和气候变化有伴随出现的现象。地球旋转加速时期主要对应了正极性时期，而旋转减慢时期主要对应了负极性时期，前者如志留纪至早泥盆纪和中生代，这阶段由于地球旋转速度加快，使地磁极具正极性、洋脊活动增强、全球性海侵和古气候变暖。自晚泥盆纪至二叠纪和新生代，是地球旋转速度减慢时期，表现为负极性为主、洋脊活动减弱、全球性海退、气候剧烈变化和出现大冰期。这些资料表明，在几亿年时间尺度上，各种地质旋回有一定程度的相关性存在，与地球自转速度变化相对应。叶淑华院士指出，在距今 0.65-1.4 亿年前的白垩纪，地磁场突然倒转，岩浆活动非常剧烈；大气温度比现在高 18 ℃ 左右；海平面比现在约高 150 米；地球的自转变快；古生物大量灭绝；大气中 CO 2 的含量十倍于现在；陨石增多。在此期间，地球自转速度处于峰值。相反， 437Ma 的奥陶志留纪大冰期和 437Ma 的石炭二叠纪大冰期对应地球自转速度低谷。巨大火成区来自核幔边界地幔柱的猛烈喷发，核幔边界地幔柱喷发的能量又来自何处？理论模型研究和实际测量表明，地球内核自转较快，地壳和地幔自转较慢，形成地球内外圈层的差异旋转，核幔边界不仅是热交换边界，而且是圈层角动量交换的边界。最强的太阳辐射加强圈层角动量交换，使地壳和地幔自转变快，内核自转变慢，部分动能转化为热能积累在核幔边界。这是地球自转加速对应大规模地幔柱喷发的原因。化石种类数据的小波分析显示存在大约 62Ma 和 140Ma 两个明显周期。这表明地表周期与地球深部周期的一致性。这些新的结果指出，各种地质过程的一致性可能是与深部地幔的活动变化相关的。银河年 280Ma 周期在地球大冰期和温暖期转换周期、地球自转长期变化周期、火山喷发长周期、陆海变动周期、造山作用周期、地磁极性变化长周期都有明显的表现。 280Ma 周期是 140Ma 周期的倍数周期，是 140Ma 周期受控于银河年周期的证据，最可能的因素是太阳辐射强度的变化。太阳风和太阳辐射量的变化可以压缩地球磁场，增强或减弱核幔角动量交换，对核幔边界的地幔柱活动有控制作用（图 4 ）。图 5 太阳辐射变化、核幔角动量交换和气候变化的关系 Fig.5 Relation among solar radiation, core-mantleangular momentum and climate change 巨大火成岩省形成时释放的 CO 2 是导致全球变暖的重要原因，但是，导致全球变暖的巨大火成岩省有多种作用，温室效应只是其中的一种。使海洋底层水增温，这是巨大火成岩省无可替代的致暖作用。巨大火成岩省的海台和洋壳产量在白垩纪是最高的，洋壳产量的最高速度为 37×10 6 km 3 /Ma （目前的洋壳产量为 17×10 6 km 3 /Ma ），对海洋温度的提高贡献最大。存储在海洋中的碳只要释放 2 % ，就将使大气中的 CO 2 含量增加一倍。海洋是 CO 2 的储库。在 1 个大气压下，海水温度从 0 ℃ 升高为 25 ℃ ，每克海水可释放约 1 cm 3 体积的 CO 2 ，释放量与残留量的比值约为 1 ： 1 。目前全球海洋溶解的 CO 2 是大气中 CO 2 的 13 倍，以此比例，海水升温 25 ℃ ，大气中 CO 2 的含量应该增加到现在的 6.5 倍，这表明白垩纪海洋增温释放的 CO 2 是大气 CO 2 浓度增高的主要来源。我们的研究表明，温室气体不是全球变暖的唯一原因。大规模的火山喷发不仅是温室气体增加的原因，而且是大规模地核热能释放的原因，全球变暖的热能主要来自地球内部。大规模生物灭绝是地球内部能量大规模释放的结果。在过去 4.5 亿年中地球旋转速率、地磁轴视极移、洋脊的活动、海平面和气候变化有伴随出现的现象。地球旋转加速时期主要对应了正极性时期，而旋转减慢时期主要对应了负极性时期，前者如志留纪至早泥盆纪和中生代，这阶段由于地球旋转速度加快，使地磁极具正极性、洋脊活动增强、全球性海侵和古气候变暖。自晚泥盆纪至二叠纪和新生代，是地球旋转速度减慢时期，表现为负极性为主、洋脊活动减弱、全球性海退、气候剧烈变化和出现大冰期。这些资料表明，在几亿年时间尺度上，各种地质旋回有一定程度的相关性存在，与地球自转速度变化相对应。火山活动高峰对应全球气候变暖和地球自转加快，火山活动低谷对应全球气候变冷和对应地球自转减慢。火山喷发出大量的温室气体，与全球温暖期相对应（见表 1 和表 2 ）。在全球温暖期，海洋吸收温室气体的能力伴随海温增减而消失，火山喷发出的温室气体大量积累在大气中，增强了温室效应。近一亿年间海洋底层水冷却了摄氏 15 ℃ ，大气冷却了 10-15 ℃ ，而第四纪冰期到来之时，海洋底层水温度为 0 ℃ ，目前为 2 ℃ 。这表明全球温暖期对应海洋底层水的高温期，全球大冰期对应海洋底层水低温期，海洋底层水是地球储存 “ 冷能 ” 的仓库。新洋壳生成和海底火山活动引发的海温升高和海水中 CO 2 释放在全球气候变化中的作用不容忽视，这是人为温室效应所不能达到的，因此，这一重要作用值得深入研究。表1 地球自转周期与地质旋回 Table 1 Earth’s rotation periods andgeological cycles 时间 /Ma 地球自转全球气候生物灭绝事件火山喷发形成物体积 /10 6 km 3 480 高峰温暖期北美火山活动高峰 437 低谷大冰期北美火山活动低谷 370 高峰温暖期北美火山活动高峰 280 减慢北美火山活动减弱 248 减慢西伯利亚暗色岩 230 低谷大冰期北美火山活动低谷 160 加快三大洋底重大裂解作用 140 加快香港超级火山 139 加快三大洋底重大裂解作用 120 高峰温暖期不明显 ( 水下喷发 ) 翁通爪哇海台 36 120 北美火山活动高峰 110 高峰大规模生物灭绝凯尔盖朗海台 97 三大洋底重大裂解作用 65 恐龙灭绝德干暗色岩 55 陆生哺乳动物灭绝北大西洋火山边缘 25 低谷低温 15 加快变暖大规模生物灭绝哥伦比亚河溢流玄武岩 1.3 10 高峰变暖 0 低谷大冰期北美火山活动低谷表2 地球自转周期、地质旋回和地磁极性倒转 Table 2 Earth’s rotation periods, geological cycles andgeomagnetic polarity reverse 地质界线新生代 / 现在中生代 / 新生代侏罗纪 / 白垩纪古生代 / 中生代石炭纪 / 二叠纪下古生代 / 上古生代年代 /10 2 Ma 0 0.65 1.36 2.25 2.80 3.45 地壳自转减慢加快减慢火山活动喷发最弱喷发中等喷发最强喷发中等喷发最弱喷发中等海陆变动大陆为主最大海退由主要是海变为大陆最大海侵由主要是大陆变到海大陆为主最大海退由主要是还变到大陆气候变化第四纪大冰期温暖期石炭二叠纪大冰期陆海分布类型大陆集中在北极大陆分散在赤道大陆集中在南极造山作用生物灭绝第三纪大褶皱白垩纪恐龙灭绝石炭二叠纪大褶皱地磁极性反向正向反向我们的研究结论是，与中生代大规模火山喷发相比，目前的全球变暖规模微不足道，地球的真正灾难不是来自大气的二氧化碳，而是来自空间的撞击能量和地球深部的地核热能。参考文献 1. 杨学祥 , 陈殿友 . 火山活动与天文周期 . 地质论评 , 1999, 45( 增刊 ): 33-42. 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超级火山喷发导致地球最大规模的生物灭绝事件: 热度 1 杨学祥 2019-3-10 20:40; 超级火山喷发导致地球最大规模的生物灭绝事件杨学祥，杨冬红（吉林大学）关键提示：在地球 46 亿年的岁月里、一共经历了五次生物大灭绝事件，五次生物大灭绝都是由地球本身的巨变而引起的。超级火山喷发的巨大威力，人类是无法达到的，也是无法阻止的。 15 百万年哥伦比亚河溢流玄武岩喷发导致南极地区的 “ 绿化 ” 过程，最高峰大致出现在中新世中期，距今大约 1640 万 ~1570 万年。 65 百万年德干暗色岩喷发导致恐龙灭绝和全球变暖；发生在 2.5 亿年前的这场最大规模的灭绝事件是西伯利亚暗色岩的杰作。这三次生物灭绝都源自超级火山喷发（见表 1 ）。 http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1166759.html 相关博文地球最大规模的灭绝事件是如何发生的？科学家提出了新的观点原创居家科学家 5 小时前在地球 46 亿年的岁月里，一共经历了五次生物大灭绝事件，除了 6600 万年前恐龙大灭绝事件是由一颗小行星撞击地球导致（注：最近研究结果为德干火山岩喷发造成，见后文），其它四次生物大灭绝都是由地球本身的巨变而引起的。五次生物大灭绝事件中，要问哪一次规模最大，那一定是发生在 2.5 亿年前，二叠纪—三叠纪灭绝事件，它发生在二叠纪末期，这一次的大灭绝事件又被称为“大灭亡”，导致 96% 的海洋面积和 70% 的陆地生物灭绝，成为地球历史上最严重的灭绝事件。那么发生在 2.5 亿年前的这场规模宏大的灭绝事件是如何发生的？近期，有科学家对此提出了新了观点。根据科学家对澳大利亚东南部悬崖附近的花粉化石和岩石的化学组成和年龄，以及沉积物的分层情况的分析，发现在悉尼盆地的泥岩中有很高的镍含蛳，而当地并没有该元素的来源。科学家通过分析得出结论，这些镍的源头来自于西伯利亚镍沉积物的岩浆喷发，火山活动可能已经将镍转化成气溶胶的形式，在向南飘浮数千公里之后，最终落在澳大利亚的这一区域，并毒害了那里的植物。同时，科学家也在世界其它地方发现了类似镍含量增高现象。由此，科学家也提出了发生在二叠纪—三叠纪，最大规模的灭绝事件的原因应该是两个超级大陆的碰撞，导致位于今天西伯利亚的火山开始喷发。在大约 200 万年的时间里，火山持续向大气层中喷射碳和甲烷，大量的火山喷发物将天空覆盖，地球陷入了漫长了灰暗。没有了阳光的照射，大量植物开始灭亡，植物的消失导致食草动物死亡，进而导致食肉动物灭绝；而且，有毒沉积物最终会流入海洋，而那里的生物已经因为二氧化碳浓度升高、酸化加剧和温度上升而大量死亡。全球大规模的火山喷发，不仅给世界带来了灰暗，而且导致严重的温室效应让全球气温快速升高。同时，火山喷发出来的还有大量的致命化学物质，将地球的臭氧层破坏殆尽。臭氧层是地球生命免受太阳紫外线伤害的唯一保护措施，它的缺失导致灭绝生物数量急剧上升，远远超过了其他火山喷发事件。这一次的灭绝事件，地球 90% 的生物都消失了。我们现在地球上的所有生命都是由那次大灭绝事件仅存的 10% 的生命演化而来，包括人类也是。虽然地球经历了如此可怕的灭绝事件，但是生态环境并没有被彻底破坏。灭绝事件后，地球又通过漫长的自我调节和恢复，再一次呈现生机勃勃的景象，新的生命又开始大量出现。曾经有人将地球比喻成一个有智慧的生命体，它有着超强的自我修复能力。这可能也是生命星球不同于其它星珠的原因。相信这种情况并不仅仅是地球，宇宙中其它的生命星球也可能会经历多次生物大灭绝，经历多次环境的巨变。但是最后，生命星球都会进行自我修复。生命星球的这种大灭绝事件，看上去很可怕，但是仔细想想，这难道不是一种进化和演化吗？地球每经历一次生物大灭绝，生命的层次就会不断提高，第四次生物大灭绝之后，出现了恐龙这种霸主生物，它统治了地球 1.6 亿年。恐龙大灭绝之后，新的生命进化和演化出现，生命再次向着更高级演化，这个时候人类出现了，地球也由生命星球升级为文明星球。地球的五次生物大灭绝会不会就是生命由原始向智慧生命的一个进化和演化的程序？如果真是这样，那宇宙中其它的外星文明星球，可能也经历过和地球一样的多次生物大灭绝。而生物大灭绝次数的多少，有可能也是决定这个星球智慧生命的层次高低的标准。地球经历了五次生物大灭绝，诞生了人类。而宇宙中其它的外星文明星球，有可能经历的生物大灭绝事件比地球还要高，有的可能比地球低。经历的生物大灭绝次数越多，可能生命的层次越高，未来的成长潜力也越大。我们不知道地球经历了五次大灭绝，在宇宙无数文明星球中算什么样的水平，有的生命星球有可能只经历一次大灭绝事件后就诞生了智慧生命，当然，这样的智慧生命未来发展的潜力也不大。有的生命星球可能经历了五次以上的大灭绝事件才诞生了智慧生命，这样的文明发展潜力无疑是巨大的。而以人类现在的发展速度来看，相信在宇宙文明中的潜力也是排在前列的，我们为此感到骄傲。可能有人会问：地球未来还会经历第六次生物大灭绝事件吗？这个相信没有可以说得清楚，不过未来，即使地球再次发生生物大灭绝事件，以人类发达的科技，也可以通过科技的手段进行干预，大不了直接移民到外星球，这就是智慧文明和原始生命的区别所在。 http://www.yidianzixun.com/article/0LSadfLc 火山令地球变暖杀死海底生物：火山喷发的双重作用已有 3734 次阅读 2012-10-6 11:31 火山令地球变暖杀死海底生物：火山喷发的双重作用杨学祥，杨冬红现代火山活动有明显致冷的记录。短周期的对应关系是：小冰期对应强火山活动，小气候最适期对应弱火山活动。但是，火山长周期的对应关系却是：火山活动峰值与全球无冰期对应，而谷值与大冰期对应。 http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-614565.html 普遍观点认为，一颗小行星 6500 万年前撞击地球，终结了“恐龙时代”，致使哺乳动物出现。但一项最新研究描绘了另一幅画面。美国华盛顿大学研究人员认为，恐龙灭绝前，地球就已发生过一次由火山爆发造成的物种灭绝事件。这些火山令地球变暖，杀死海底生物。 http://tech.sina.com.cn/d/2012-10-06/09197677462.shtml 6500 万年徳干暗色岩的喷发并不是规模最大的， 12000 万年翁同爪哇海台的喷发规模最大。它们都发生在温暖的中生代，形成巨大火成区。表 1 火山喷发与生物灭绝序号时间百万年生物灭绝事件火山喷发形成物体积 /10 6 km 3 1 248 导致 96% 的海洋面积和 70% 的陆地生物最大灭绝西伯利亚暗色岩 2 120~124 不明显 ( 水下喷发 ) 翁通爪哇海台 36 3 110~115 大规模生物灭绝凯尔盖朗海台变小 4 65~69 恐龙灭绝，所有物种近一半灭绝德干暗色岩变小 5 55~59 许多深海有孔虫类和陆生哺乳动物灭绝北大西洋火山边缘变小 6 15~18 大规模物种灭绝哥伦比亚河溢流玄武岩 1.3 巨大火成区形成时释放的 CO 2 是导致全球变暖的重要原因，但是导致全球变暖的巨大火成区有多种作用，温室效应只是其中的一种。使海洋底层水增温，这是巨大火成区无可替代的致暖作用。巨大火成区的海台和洋壳产量在白垩纪是最高的，洋壳产量的最高速度为 37 × 10 6 km 3 /Ma （目前的洋壳产量为 17 × 10 6 km 3 /Ma ），对海洋温度的提高贡献最大。存储在海洋中的碳只要释放 2 % ，就将使大气中的 CO 2 含量增加一倍。海洋是 CO 2 的储库。在 1 个大气压下，海水温度从 0 ℃ 升高为 25 ℃ ，每克海水可释放约 1 cm 3 体积的 CO 2 ，释放量与残留量的比值约为 1 ： 1 。目前全球海洋溶解的 CO 2 是大气中 CO 2 的 13 倍，以此比例，海水升温 25 ℃ ，大气中 CO 2 的含量应该增加到现在的 6.5 倍，这表明白垩纪海洋增温释放的 CO 2 是大气 CO 2 浓度增高的主要来源。近一亿年间海洋底层水冷却了摄氏 15 ℃ ，大气冷却了 10-15 ℃ ，而第四纪冰期到来之时，海洋底层水温度为 0 ℃ ，目前为 2 ℃ 。这表明全球温暖期对应海洋底层水的高温期，全球大冰期对应海洋底层水低温期，海洋底层水是地球储存“冷能”的仓库。新洋壳生成和海底火山活动引发的海温升高和海水中 CO 2 释放在全球气候变化中的作用不容忽视，这是人为温室效应所不能达到的，因此，这一重要作用值得深入研究。相关新闻：地球两次物种大灭绝：火山喷发早于小行星撞击 2012 年 10 月 06 日 09:19 新浪科技微博　　　　新浪科技讯北京时间 10 月 6 日消息，据国外媒体报道，普遍观点认为，一颗小行星 6500 万年前撞击地球，终结了“恐龙时代”，致使哺乳动物出现。但一项最新研究描绘了另一幅画面。美国华盛顿大学研究人员认为，恐龙灭绝前，地球就已发生过一次由火山爆发造成的物种灭绝事件。这些火山令地球变暖，杀死海底生物。　　这项研究显示，在小行星撞击地球前，由于受到现在位于印度的德干高原的巨大火山爆发的影响，以蛤蚌和蜗牛为主的海底生物就已灭亡。而科学家以前认为，一颗直径至少 6 英里 ( 约合 9.6 公里 ) 的小行星撞到墨西哥尤卡坦半岛上，造成众所周知的恐龙灭绝事件。　　华盛顿大学地球与空间科学博士生托马斯 - 托宾表示：“这些火山爆发比小行星撞击地球事件早二三十万年，它们可能持续了 10 万年。”在由火山爆发造成的第一次物种灭绝中，海底的主要生物灭亡。在后来由小行星撞击地球造成的第二次物种灭绝中，许多不会游泳的物种被杀死。　　这些火山爆发使大气充满一开始冷却地球的细微颗粒或悬浮微粒。但更重要的是，这些火山爆发释放出二氧化碳和其他温室气体，致使地球长期变暖，造成两次大规模物种灭绝中的第一灭绝事件。托宾表示：“这些悬浮微粒在 1 到 10 年的时间范围内十分活跃，但二氧化碳的影响却持续数百到数万年。在第一次物种灭绝事件中许多生物灭亡，但今天你可在海滩附近发现并辨别它们。” 　　科学家在南极半岛附近西摩尔岛一个富含化石的地区进行深入研究。《古地理学、古气候学与古生态学》杂志刊登的一篇论文记录下他们的研究结果。托宾正是这篇论文的第一作者。这个特殊地区拥有非常厚的沉积物。考虑到时间间隔，这里可能含有比美国蒙大拿州地狱溪地层多 10 倍的沉积物。托宾指出，这意味着科学家可获得更多细节去判断那时发生什么事。　　这些研究人员从南极洲沉积物的岩石和化石中取样，用一种名为磁性地层的方法，了解随着时间推移地球磁场的变化，去判断化石沉积的时间。沉积物越厚，科学家测定的时间就越准确。托宾说：“我认为，我们从该地区获得的证据暗示了两次独立的大规模物种灭绝事件，还证明了地球变暖。” http://tech.sina.com.cn/d/2012-10-06/09197677462.shtml http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-619669.html 参考文献 1. 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超级火山喷发和人工排放温室气体的可比性：中生代温暖期可能回归？: 杨学祥 2019-3-10 16:27; 超级火山喷发和人工排放温室气体的可比性：中生代温暖期可能回归？杨学祥，杨冬红（吉林大学） 66 百万年火山喷发和恐龙灭绝谁杀死了恐龙？学者唐凤最近撰文揭示了谜底：自从几十年前科学家在墨西哥湾发现一个巨大的陨石坑以来，答案似乎很简单： 6600 万年前，一颗巨大的小行星撞击地球，引发了巨大的海啸，同时尘埃遮住了太阳，导致全球气温骤降。但这颗小行星并不是当时唯一“造访”地球的灾难。在今天的印度，当时有数不清的火山裂缝在地下裂开，释放出大量岩浆。在 100 万年里，这些火山喷发产生的温室气体可能会提高全球气温，破坏海洋，使生命在小行星撞击地球之前就已处于危险状态。然而，这个被称为德干地盾的区域发生火山喷发的时间仍不确定。科学家就其在地球上 60% 的动植物物种（包括大多数恐龙）灭绝过程中发挥了多大作用存在争议。近日，在两个独立研究中，研究人员使用不同的高精度测年方法，试图找出是什么导致了生命大量消亡事件。这两项研究都承认，德干地盾的火山活动（而非单由小行星的撞击）在物种大灭绝事件中发挥着作用，但两项研究在强调火山活动触发力上存在分歧。相关论文近日刊登于《科学》。 “这两项研究是在世界一流的地质年代学实验室进行的，虽然其使用不同的技术确定德干地盾岩浆活动的记录日期，但得到了非常相似的结果。这些研究表明，在引发白垩纪—古近纪灭绝的原因中，既包括小行星冲击，也包括大型火山喷发。”未参与这些研究的美国地质调查局的 Seth Burgess 告诉《中国科学报》，“总的来说，这两种方法都比先前所用的方法更精确且有其独特的价值。” 地球的生物史存在着 5 次物种大灭绝事件。其中最著名的便是发生在白垩纪末期的物种大灭绝，它导致了非鸟类恐龙在地球上长期统治的结束。然而，是什么触发了白垩纪—古近纪物种大灭绝（究竟是一颗小行星的撞击或是德干地盾火山持续数千年的大规模爆发，或两者兼有）仍然存在争议。更好地了解德干地盾火山爆发时间，尤其是与希克苏鲁伯小行星撞击进行比较，有助于解决这一争议。理解这一重大的驱动气候变化的物种灭绝事件的研究也为了解当前人类驱动的气候变化提供信息。 “白垩纪—古近纪物种灭绝抓住了公众的想象力，因为它涉及迷人的巨型动物（恐龙）的灭绝，而且，它迫使人类思考自己的死亡。”其中一篇论文的通讯作者、美国普林斯顿大学地质年代学家 Blair Schoene 告诉《中国科学报》，“我们现在正面临着所谓的‘第六次大灭绝’，因此，了解过去的灭绝事件，对于我们理解当前灾难性的气候变化、生态系统破坏和潜在的大规模灭绝的可能性至关重要。” 之前的研究曾试图确定德干地盾火山爆发的时间和影响，特别是与希克苏鲁伯撞击时间相比照，但大多没有结果。英国利物浦大学地质年表学家 Courtney Sprain 表示，以前的研究无法确定德干地盾内的白垩纪—古近纪界线。部分原因是技术精度低，而且采样不完整。“好在地质年代学和相关技术也在不断改进，因此我们的工作受益于过去几十年的经验。” Sprain 说。目前，已有证据表明，在小行星来访之前，地球的气候一直在变化。在碰撞前约 40 万年，地球逐渐变暖约 5 摄氏度，只是在大灭绝前温度骤降。一些人认为德干地盾可能是造成全球变暖的原因，这表明 80% 的熔岩是在希克苏鲁伯撞击之前喷发的。但是新研究反驳了旧观点。其中 Sprain 及同事对冷却熔岩形成的玄武岩进行了取样。 Sprain 团队的测年结果表明，火山喷发在撞击之前 40 万年就开始了，并在撞击之后开始加速，在小行星撞击后的 60 万年中释放了德干熔岩中的大多数（ 75% ）。如果德干地盾引发了全球变暖，那么它们的二氧化碳排放量必须在熔岩流真正形成之前就出现了。研究人员表示，这减少了岩浆活动作为物种灭绝主要触发因子的责任。结果表明，德干地盾发生了 4 次高容量喷发事件，每一次持续时间约为 10 万年，并向环境释放了巨量的岩浆和改变气候的温室气体。这些喷发事件开始的时间比希克苏鲁伯撞击的时间早几万年。而德干喷发时释放到大气中的甲烷、二氧化碳和二氧化硫显著改变了地球的气候和环境，并在希克苏鲁伯到达很久之前就触发了大规模的物种灭绝。 Schoene 说，尽管这两项研究存在不同，但在德干火山爆发的总体时间上基本一致。“如果对比两项研究的数据，会发现几乎完全一致。” Sprain 说，了解火山喷发向大气中注入的二氧化碳是如何改变地球的，不仅对揭开恐龙灭绝之谜至关重要，对研究也很重要。 “这是距离我们最近的一次大规模灭绝。” Sprain 说，梳理行星撞击和德干地盾的作用，可能有助于人们弄清前进方向。相关论文信息： DOI:10.1126/science.aaw0473 DOI:10.1126/science.aau2422 DOI:10.1126/science.aav1446 《中国科学报》 (2019-02-28 第 3 版国际 ) http://www.yidianzixun.com/article/0LNzhxqe 15 百万年前高浓度温室气体将南极大陆变为绿洲　　新浪科技讯北京时间 6 月 22 日消息，据美国宇航局网站报道，最近一项由大学研究人员为首发起，并由美国宇航局科学家参与的有关古代南极洲环境的研究项目发现，这块大陆在远古时期的环境要远比原先设想的更加温暖潮湿。这样的气候环境足以支持较高大的植被，包括一些矮小的树木，在靠近这块大陆沿海的地带生长。　　研究小组在本月 17 日将他们的研究结果发表在了在线版的《自然 - 地球科学》上。该项研究的第一作者为洛杉矶南加州大学的萨拉 · 费金斯 (Sarah J. Feakins) ，其余研究者还包括了宇航局喷气推进实验室和路易斯安那州立大学的科学家。　　研究人员对采自罗斯冰架下方的沉积物冰芯样本中的植物叶片残骸进行检验，发现在 1500~2000 万年前这里的夏季温度要比现在高出大约 11 摄氏度，最高可以达到大约 7 摄氏度。降水量也比现在要高出数倍。　　费金斯本人是美国南加州大学多塞夫文学，艺术与科学学院助理教授，他说： “ 这项研究的最终目的是更好的理解未来的气候变化将是何种模样。俗话说以史为镜，过去的历史可以启示我们的未来，过去的气候也是一样。这些记录向我们展示了，当温度上升时这一南极冰架区域可以变得多么温暖潮湿。而现在的这些就是我们获得的有关这一问题的第一批线索。 ” 　　这一南极地区的 “ 绿化 ” 过程最高峰大致出现在中新世中期，距今大约 1640 万 ~1570 万年。这远比恐龙灭绝的年代要晚，后者在 6400 多万年前便已经灭绝。在中新世时期，地球上已经出现了很多和现代差别不大的动物，如三趾马，鹿，骆驼和不同种类的猩猩。而现代人类则直到大约 20 万年前才首次出现在地球生命的舞台上。　　中新世中期的温暖环境被认为应当对应于 400~600ppm 的大气二氧化碳浓度。而在 2012 年，全球的大气二氧化碳浓度为 393ppm ，这一数据是过去数百万年中最高的。如果保持现在的增长速度，大气二氧化碳水平到本世纪末就会达到中新世中期时曾经出现过的水平。　　中新世中期曾经出现过高的大气二氧化碳浓度水平，这一事实在其它研究中也得到印证，包括植物叶片表面气孔的数量，以及对土壤和海洋生物化石进行分析后给出的地球化学证据。尽管所有这些证据都没有冰芯中实实在在的保存着古代气体样本的气孔来的直观，它们已经是能够达到如此久远年代的最可靠手段之一。尽管到目前为止科学家们仍然不清楚究竟为何在中新世中期会出现二氧化碳的高浓度，但是很显然，二氧化碳的高浓度和在世界很多地点，包括此次纪录的南极地区所发现的升温现象之前存在显著的同步关系。此项研究由美国国家自然科学基金会 (NSF) 提供资助，并得到了美国宇航局的支持。 ( 晨风 ) http://tech.sina.com.cn/d/2012-06-22/09027300382.shtml http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-584924.html 两次生物灭绝事件都来自超级火山喷发我们的研究表明，超级热幔柱在海底赤道区喷发，加热了底层海水，并引发赤道和两极之间的海洋整体热循环，降低了赤道和两极大气的温差，使两极的海温和气温逐渐上升到冰点以上，形成中生代全球无冰温暖气候。有证据表明，随着热幔柱喷发强度的减弱，近一亿年间海洋底层水冷却了摄氏 15 ℃ ，大气冷却了 10~15 ℃ 。海底火山活动引发的深海热对流在全球气候变化中的作用不容忽视。表 1 给出了这种地质旋回与地球自转周期的相关关系，热幔柱强烈喷发导致大量生物灭绝。 15 百万年哥伦比亚河溢流玄武岩喷发导致南极地区的 “ 绿化 ” 过程最高峰大致出现在中新世中期，距今大约 1640 万 ~1570 万年。 65 百万年德干暗色岩喷发导致恐龙灭绝和全球变暖。表 1 地球自转周期与地质旋回 Table 1 Earth’s rotation periods and geological cycles 时间地球自转全球气候生物灭绝事件热幔柱喷发 /Ma 形成物体积 /10 6 km 3 140 加快温暖期 120 加快温暖期不明显 ( 水下喷发 ) 翁通爪哇海台 36 110 加快温暖期　　大规模生物灭绝凯尔盖朗海台变小 65 加快高峰温暖期　　恐龙灭绝，所有物种近德干暗色岩变小　　　　　　　　　　　　　一半灭绝 55 减慢变冷　　许多深海有孔虫类和北大西洋火山变小陆生哺乳动物灭绝边缘 15 减慢变冷大规模物种灭绝哥伦比亚河溢 1.3 流玄武岩 -8 减慢大冰期巨大火成区来自核幔边界地幔柱的猛烈喷发，核幔边界地幔柱喷发的能量又来自何处？理论模型研究和实际测量表明，地球内核自转较快，地壳和地幔自转较慢，形成地球内外圈层的差异旋转，核幔边界不仅是热交换边界，而且是圈层角动量交换的边界。最强的太阳辐射加强圈层角动量交换，使地壳和地幔自转变快，内核自转变慢，部分动能转化为热能积累在核幔边界。这是地球自转加速对应大规模地幔柱喷发的原因。化石种类数据的小波分析显示存在大约 62Ma 和 140Ma 两个明显周期。这表明地表周期与地球深部周期的一致性。这些新的结果指出，各种地质过程的一致性可能是与深部地幔的活动变化相关的。银河年 280Ma 周期在地球大冰期和温暖期转换周期、地球自转长期变化周期、火山喷发长周期、陆海变动周期、造山作用周期、地磁极性变化长周期都有明显的表现。 280Ma 周期是 140Ma 周期的倍数周期，是 140Ma 周期受控于银河年周期的证据，最可能的因素是太阳辐射强度的变化。太阳风和太阳辐射量的变化可以压缩地球磁场，增强或减弱核幔角动量交换，对核幔边界的地幔柱活动有控制作用（图 4 ）。图 1 太阳辐射变化、核幔角动量交换和气候变化的关系 Fig.1 Relation among solar radiation, core-mantle angular momentum and climate change 巨大火成岩省形成时释放的 CO 2 是导致全球变暖的重要原因，但是，导致全球变暖的巨大火成岩省有多种作用，温室效应只是其中的一种。使海洋底层水增温，这是巨大火成岩省无可替代的致暖作用。巨大火成岩省的海台和洋壳产量在白垩纪是最高的，洋壳产量的最高速度为 37×10 6 km 3 /Ma （目前的洋壳产量为 17×10 6 km 3 /Ma ），对海洋温度的提高贡献最大。存储在海洋中的碳只要释放 2 % ，就将使大气中的 CO 2 含量增加一倍。海洋是 CO 2 的储库。在 1 个大气压下，海水温度从 0 ℃ 升高为 25 ℃ ，每克海水可释放约 1 cm 3 体积的 CO 2 ，释放量与残留量的比值约为 1 ： 1 。目前全球海洋溶解的 CO 2 是大气中 CO 2 的 13 倍，以此比例，海水升温 25 ℃ ，大气中 CO 2 的含量应该增加到现在的 6.5 倍，这表明白垩纪海洋增温释放的 CO 2 是大气 CO 2 浓度增高的主要来源。讨论和结论火山喷发出的火山灰能够遮蔽阳光，具有致冷作用；火山喷出的温室气体—— CO 2 和水汽具有致热作用。特别值得指出的是，海底火山喷发经过海水过滤，不仅能释放出海洋中的温室气体，而且能使大气和海洋同时增温。温室效应只有增温效应，模拟计算表明，二氧化碳不是造成古气候峰值唯一原因。近一亿年间海洋底层水冷却了摄氏 15 ℃ ，大气冷却了 10-15 ℃ ，而第四纪冰期到来之时，海洋底层水温度为 0 ℃ ，目前为 2 ℃ 。这表明全球温暖期对应海洋底层水的高温期，全球大冰期对应海洋底层水低温期，海洋底层水是地球储存 “ 冷能 ” 的仓库。新洋壳生成和海底火山活动引发的海温升高和海水中 CO 2 释放在全球气候变化中的作用不容忽视，这是人为温室效应所不能达到的。大陆分散在赤道产生极热气候，大陆集中在两极会形成极冷气候。石炭二叠纪大冰期时大陆集中在南极，第四纪大冰期时大陆向北极附近集中。陆海分布影响全球气候。德雷克海峡通道的打通是在始新世和渐新世完成的，是气候变冷的主要原因。忽略陆海分布、构造运动、地核能量积累、海底火山活动和洋壳产量对海温变化的影响，简单地以大气温室气体浓度来判定全球气温变化将产生巨大的误差。温室效应仅仅是导致全球变暖的一种因素，海洋底层温度变化是大气温度变化的可靠前兆。研究表明，全球温暖期对应海洋底层水的高温期，全球大冰期对应海洋底层水低温期，海洋底层水是地球储存 “ 冷能 ” 的仓库，如果海洋底层水温度没有提高到一亿年前的水平，全球就不会重现中生代白垩纪的高温期，强潮汐和强震会不断用海底冷水来冷却大气，使气候变冷。海洋底层温度变化是全球气候变化的晴雨表，地球内部能量释放、海水温度和全球气候的相关性，使我们有可能通过海底温度的变化预测全球气候长期变化。第四纪大冰期并未结束，变冷仍是主要趋势。目前，大陆分布条件，海底温度条件，南极冰盖条件，离中生代温暖期相去甚远，仅仅凭人工排放的温室气体，很难使中生代短期回归。关键的问题是：海洋底层水温度能否恢复到中生代的水平，它才是全球气候变化的风向标和晴雨表。 http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1166409.html 相关文献 1. 杨冬红，杨学祥，刘财。 2004 年 12 月 26 日印尼地震海啸与全球低温。地球物理学进展。 2006 ， 21 （ 3 ）： 1023 ～ 1027 。 Yang Donghong,Yang Xxuexiang, Liu Cai. 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Progress in Geophysics (in Chinese), 22 (5): 1680-1685. 10. 杨学祥 , 陈殿友 . 地球差异旋转动力学 . 长春 : 吉林大学出版社 , 1998, 2, 99~104, 196~198 Yang X X, Chen D Y. Geodynamics of the Earth’s differential rotation and revolution (in Chinese). Changchun: Jilin University Press, 1998, 2, 99~104, 196~198; 个人分类: 全球变化|2609 次阅读|0 个评论

研究证实德干地盾火山活动触发物种大灭绝: 杨学祥 2019-2-28 21:36; 研究证实德干地盾火山活动触发物种大灭绝谁是恐龙 “ 终结者 ” ？研究证实德干地盾火山活动触发物种大灭绝中国科学报 12 小时前作者 | 唐凤谁杀死了恐龙？自从几十年前科学家在墨西哥湾发现一个巨大的陨石坑以来，答案似乎很简单： 6600 万年前，一颗巨大的小行星撞击地球，引发了巨大的海啸，同时尘埃遮住了太阳，导致全球气温骤降。但这颗小行星并不是当时唯一 “ 造访 ” 地球的灾难。在今天的印度，当时有数不清的火山裂缝在地下裂开，释放出大量岩浆。在 100 万年里，这些火山喷发产生的温室气体可能会提高全球气温，破坏海洋，使生命在小行星撞击地球之前就已处于危险状态。然而，这个被称为德干地盾的区域发生火山喷发的时间仍不确定。科学家就其在地球上 60% 的动植物物种（包括大多数恐龙）灭绝过程中发挥了多大作用存在争议。近日，在两个独立研究中，研究人员使用不同的高精度测年方法，试图找出是什么导致了生命大量消亡事件。这两项研究都承认，德干地盾的火山活动（而非单由小行星的撞击）在物种大灭绝事件中发挥着作用，但两项研究在强调火山活动触发力上存在分歧。相关论文近日刊登于《科学》。 “ 这两项研究是在世界一流的地质年代学实验室进行的，虽然其使用不同的技术确定德干地盾岩浆活动的记录日期，但得到了非常相似的结果。这些研究表明，在引发白垩纪 — 古近纪灭绝的原因中，既包括小行星冲击，也包括大型火山喷发。 ” 未参与这些研究的美国地质调查局的 Seth Burgess 告诉《中国科学报》， “ 总的来说，这两种方法都比先前所用的方法更精确且有其独特的价值。 ” 再见，恐龙先生地球的生物史存在着 5 次物种大灭绝事件。其中最著名的便是发生在白垩纪末期的物种大灭绝，它导致了非鸟类恐龙在地球上长期统治的结束。然而，是什么触发了白垩纪 — 古近纪物种大灭绝（究竟是一颗小行星的撞击或是德干地盾火山持续数千年的大规模爆发，或两者兼有）仍然存在争议。更好地了解德干地盾火山爆发时间，尤其是与希克苏鲁伯小行星撞击进行比较，有助于解决这一争议。理解这一重大的驱动气候变化的物种灭绝事件的研究也为了解当前人类驱动的气候变化提供信息。 “ 白垩纪 — 古近纪物种灭绝抓住了公众的想象力，因为它涉及迷人的巨型动物（恐龙）的灭绝，而且，它迫使人类思考自己的死亡。 ” 其中一篇论文的通讯作者、美国普林斯顿大学地质年代学家 Blair Schoene 告诉《中国科学报》， “ 我们现在正面临着所谓的 ‘ 第六次大灭绝 ’ ，因此，了解过去的灭绝事件，对于我们理解当前灾难性的气候变化、生态系统破坏和潜在的大规模灭绝的可能性至关重要。 ” 之前的研究曾试图确定德干地盾火山爆发的时间和影响，特别是与希克苏鲁伯撞击时间相比照，但大多没有结果。英国利物浦大学地质年表学家 Courtney Sprain 表示，以前的研究无法确定德干地盾内的白垩纪 — 古近纪界线。部分原因是技术精度低，而且采样不完整。 “ 好在地质年代学和相关技术也在不断改进，因此我们的工作受益于过去几十年的经验。 ”Sprain 说。目前，已有证据表明，在小行星来访之前，地球的气候一直在变化。在碰撞前约 40 万年，地球逐渐变暖约 5 摄氏度，只是在大灭绝前温度骤降。一些人认为德干地盾可能是造成全球变暖的原因，这表明 80% 的熔岩是在希克苏鲁伯撞击之前喷发的。寻找火山活动时间但是新研究反驳了旧观点。其中 Sprain 及同事对冷却熔岩形成的玄武岩进行了取样。他们使用氩 — 氩年代测定法，测定了玄武岩的形成年代，从而直接判断火山喷发的时间。 Sprain 团队的测年结果表明，火山喷发在撞击之前 40 万年就开始了，并在撞击之后开始加速，在小行星撞击后的 60 万年中释放了德干熔岩中的大多数（ 75% ）。如果德干地盾引发了全球变暖，那么它们的二氧化碳排放量必须在熔岩流真正形成之前就出现了。研究人员表示，这减少了岩浆活动作为物种灭绝主要触发因子的责任。第二项研究使用了一种不同的方法确定火山喷发的时间。 Schoene 领导的一个研究小组，研究了夹在玄武岩层之间的锆石晶体。锆石通常是在冷却的岩浆内形成的矿物，其所含的铀的放射性同位素会在该矿物结晶后立刻衰变，并缓慢但稳定地以已知的速率转变成为铅的同位素。因此，这两种同位素目前在某个锆石内的比例可被用来决定其年代，且年代的不确定性可低至 ±4 万年。于是，研究人员用铀 — 铅测年法，检测了锆石个体结晶内的铀 — 铅同位素比。结果表明，德干地盾发生了 4 次高容量喷发事件，每一次持续时间约为 10 万年，并向环境释放了巨量的岩浆和改变气候的温室气体。这些喷发事件开始的时间比希克苏鲁伯撞击的时间早几万年。而德干喷发时释放到大气中的甲烷、二氧化碳和二氧化硫显著改变了地球的气候和环境，并在希克苏鲁伯到达很久之前就触发了大规模的物种灭绝。然而锆石十分罕见， Schoene 表示，从岩石中筛选出锆石是一项耗时数年的工作。求同存异 Schoene 说，尽管这两项研究存在不同，但在德干火山爆发的总体时间上基本一致。 “ 如果对比两项研究的数据，会发现几乎完全一致。 ” 堪萨斯大学劳伦斯分校地球化学家 Noah McLean 说，这场比赛代表着一场胜利。几十年来，许多地质年代学技术计算出来的年代无法一一对应。但 McLean 说，改进的技术和校准， “ 帮助我们走出百万年的不确定性，得到精密的年表 ” 。解开恐龙灭亡之谜不仅仅是一个学术问题。 Sprain 说，了解火山喷发向大气中注入的二氧化碳是如何改变地球的，不仅对揭开恐龙灭绝之谜至关重要，对研究也很重要。 “ 这是距离我们最近的一次大规模灭绝。 ” Sprain 说，梳理行星撞击和德干地盾的作用，可能有助于人们弄清前进方向。但 Burgess 表示，为了确定哪一组的解释更准确，人们需要更好的年代。 “ 这两项研究非常令人兴奋，因为它们提示的生物灭绝知识比我们以前所知道的要多，也告诉我们还有很多东西要学，并产生了新的问题。 ” 他说。 Burgess 告诉《中国科学报》： “ 新问题是广泛的，但我认为其中最令人兴奋的几个问题是：如果行星撞击和火山喷发共同触发了大规模灭绝，我们能确定哪个触发对地球系统的特定部分更致命吗？它们的一致行动是否会让其变得更加致命？是否是一个对生物圈施加压力，另一个把生物圈推向临界点？为了回答这些问题，我们需要更准确的化石灭绝记录、撞击者到达记录以及德干地盾岩浆活动的时间。 ” 相关论文信息： DOI:10.1126/science.aaw0473 DOI:10.1126/science.aau2422 DOI:10.1126/science.aav1446 《中国科学报》 (2019-02-28 第 3 版国际 ) http://www.yidianzixun.com/article/0LNzhxqe 恐龙之死：小行星撞击和德干火山作用杨学祥，杨冬红越来越多的科学家在白垩纪第三纪灭绝事件上支持“组合拳”的提法，即德干火山作用让很多物种失去活动能力甚至灭绝，随后希克苏鲁伯火流星到来，给了这些生物最后一击。 http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2015/1/310562.shtm 现代火山活动有明显致冷的记录。短周期的对应关系是：小冰期对应强火山活动，小气候最适期对应弱火山活动。但是，火山长周期的对应关系却是：火山活动峰值与全球无冰期对应，而谷值与大冰期对应（见附件）。 http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-614565.html 普遍观点认为，一颗小行星 6500 万年前撞击地球，终结了“恐龙时代”，致使哺乳动物出现。但一项最新研究描绘了另一幅画面。美国华盛顿大学研究人员认为，恐龙灭绝前，地球就已发生过一次由火山爆发造成的物种灭绝事件。这些火山令地球变暖，杀死海底生物。 http://tech.sina.com.cn/d/2012-10-06/09197677462.shtml http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-611991.html 这场争论已持续很长时间，我们的相关论文已沉睡了 4 年之久（见附件）。相关报道：恐龙之死：小行星或非全责新证据指向印度德干高原火山作用假说作者：闫洁来源：中国科学报发布时间： 2015/1/1 9:50:00 Gerta Keller 的最新发现将她从研究的边缘拉回到前沿。图片来源： PETER MURPHY 越来越多的科学家在白垩纪第三纪灭绝事件上支持“组合拳”的提法，即德干火山作用让很多物种失去活动能力甚至灭绝，随后希克苏鲁伯火流星到来，给了这些生物最后一击。在印度西南部，一处名为 Sinhagad 堡垒的废墟矗立在德干高原的断崖上。放眼望去，赭石色调的火山山脊一览无余。假若将时钟倒回至约 6600 万年前，这个可登高望远的地方正是人间地狱。当时，印度还是一个半岛，并且跨越留尼汪岛的潜在危险地区：一处岩浆喷泉从地下深处喷涌而出；在地球历史上最大规模的一次火山活动中，在 75 万年的时间里，岩浆淹没了一处和蒙古国面积相当的地方。一项长期存在且愈发激烈的科学争论，关注的便是几乎在同一时间发生的灾难性灭绝。不过，时至今日，这个崎岖的地带对于该争论来说仍是一处“零地带”。一方认为，当时德干高原的火山活动喷出了足够的二氧化碳，致使全球温度骤升。同时，硫磺气体将海洋变酸，为四分之三的地球生命形态包括非鸟翼类恐龙带来致命性的后果。另一方阵营则在过去的几十年中占据支配地位，将当时的生物灭绝归因于单一的“杀手”—— 一颗小行星的影响。拯救火山作用假说近日，在《科学》杂志网络版上，支持火山作用的一方获得重大推进。对于该争论中最具争议性的人物之一、美国普林斯顿大学古生物学家 Gerta Keller 而言，情况亦是如此。在该论文中，她和同事报道了德干高原火山活动各主要阶段的精确日期。与那些认为岩浆倾泻发生得过早，因此并未在生物灭绝过程中发挥作用的观点相反，他们提出当时的火山作用贯穿了白垩纪第三纪灭绝事件。这些最新发现可以看作是拯救火山作用假说的最新举措。该观点在 1991 年淡出。当时，研究人员在尤卡坦半岛确认了来自 300 公里宽的希克苏鲁伯陨石坑的残留物。这是一颗 10 公里宽的小行星或彗星在白垩纪结束前的 3.2 万年间同地球相撞时留下的“伤疤”。从那以后，日益增加的证据暗示，小行星或许并不是当时生物灭绝的唯一杀手。在地质编录记载的 12 次被称为玄武岩流的大规模岩浆流中，有 4 次直接早于大规模生物灭绝事件。很多古生物学家认为，在希克苏鲁伯撞击事件为白垩纪谢幕之前，很多物种已经灭绝，或者数量出现骤减。“钟摆似乎倒向了火山作用假说。”来自伯克利地质年代中心的 Paul Renne 表示。如今，越来越多的科学家在白垩纪第三纪灭绝事件上支持“组合拳”的提法，即德干火山作用让很多物种失去活动能力甚至灭绝，随后希克苏鲁伯火流星到来，给了这些生物最后一击。“这篇新论文无意削弱希克苏鲁伯撞击事件所起的作用。”中科院南京地质古生物研究所古生物学家 Shen Shuzhong 表示，但就目前来看，“很难否认”德干火山作用和生物大灭绝之前的联系。或许很难，但并非不可能。支持希克苏鲁伯撞击事件的核心人物否认火山活动起到过任何作用，并且不为新发现所动。“问题的关键在于德干高原真的是大灭绝中的一个影响因素吗？我认为不是。”加拿大卡尔加里大学地质学家 Alan Hildebrand 说，“我所看到的是人们在千方百计地寻找一些并不符合希克苏鲁伯撞击事件假说的证据。” 固执的古生物学家让这场论战一直不停息的正是 Keller 。“我可能是有点固执。” Keller 说，但很多沉默的人知道我是对的。现年 69 岁的 Keller 在瑞士一家奶牛场长大，有 11 个兄弟姐妹。 1964 年，由于极度贫苦，同时感到自己待在家中没有未来，她开始了几个月的徒步旅行并在澳大利亚落脚。几年后， Keller 前往美国，并在 1978 年获得斯坦福大学古生物与地质学博士学位。当时，地球科学正处于一个令人兴奋的时刻。 1980 年， Luis 和 Walter Alvarez 这对父子兵以及两位同事在《科学》杂志上发表了一篇具有标志性意义的论文，提出了行星原因导致白垩纪第三纪灭绝事件的观点。他们给出的确凿证据是高含量的铱出现在此次灭绝事件留下的沉积物中。因为一些元素已在地球地壳中消失但在陨石中含量丰富，他们据此认为这些元素来自一颗同地球相撞后将富含铱的碎片抛向地球的小行星。这个在当时具有挑衅性的想法吸引了公众的注意力，但那些支持逐渐灭绝成因论如长期火山作用的科学家对此反应冷淡。很快，这场争论变成个人之间的论战。曾在 1968 年获得诺贝尔物理学奖的 Luis Alvarez 嘲笑古生物学家是“集邮者”。弗吉尼亚理工学院暨州立大学古生物学家 Dewey McLean 则支持火山爆发导致白垩纪第三纪灭绝事件的说法。而 Renne 认为， Luis 并不是一个温和的人，“很多拥有不同观点的人都要受他摆布”。 1984 年，在搬到普林斯顿大学后， Keller 开始涉足这场纷争。她认为，海洋生物化石和一些其他指示生物同希克苏鲁伯撞击事件的理论并不相符。“数据显示，生物大灭绝并非瞬间发生。” 1988 年， Keller 同支持希克苏鲁伯撞击事件假说的阵营进行了首场论战。那是在犹他州举行的一场关于全球性灾难的研讨会上。当 Keller 开始发言时，“甚至连简介都没做完就被喊停”。她回忆说，任何敢轻易质疑希克苏鲁伯撞击事件假说的人，都会被告知“你根本不知道自己在做什么。所有的言论都是愚蠢和可笑的”。当时， Keller 正逐渐获得“顽固”的声誉。从边缘回到前沿作为上世纪 80 年代的研究生，受希克苏鲁伯撞击事件假说鼓舞的 Hildebrand 开始了寻找陨石坑的旅途。 1990 年，他听闻曾有地球物理学家为一家石油公司开展地质调查时，在尤卡坦半岛上的希克苏鲁伯村发现了一处埋于地下的巨大裂痕。随后， Hildebrand 同其中一位专家取得联系。他们从石油公司获得了岩芯样本，并发现了只有火流星撞击或原子弹爆炸才会形成的冲击石英和玻璃球体。于是，他们在尤卡坦半岛上分头出动，找到了地质灾害留下的地面岩层，包括位于铱含量丰富的地层之下的几米厚且分层规律的砂岩。一些研究人员提出，当火流星猛烈撞向海洋时，一场巨大的海啸将岩层推向此处。当海啸证据看上去势不可挡时， Keller 已作好了继续前行的准备。墨西哥研究人员帮她探明了该陨石坑中与白垩纪第三纪灭绝事件相关的岩层。在接下来的十年间， Keller 多次前往尤卡坦半岛，并提出很多非凡的观点。她和同事找到了微小水生生物的化石及其洞穴，认为因海啸产生的沉积岩实际上是在几千年的时间里形成的。随后， Keller 还提出，希克苏鲁伯撞击事件发生在白垩纪第三纪灭绝事件前的 30 万年间，而且其影响很短暂，不会触发生物灭绝。此后， Keller 、普林斯顿大学地质年代学家 Blair Schoene 和其他人加入对锆石的寻找队伍中。当锆石结晶时，会将铀原子困在其中，而这能把微小晶体变成持续几十亿年的精准“计时器”。放射性元素会衰变成处于半衰期的铅，因此这两种元素同位素的比率可反映晶体的形成时间。锆石在玄武岩中非常少见，但在爆发式火山喷发留下的富含硅的灰烬中很常见。 Schoene 团队发现这种被以往地质年代学家忽略的灰烬“镶嵌”在溢流玄武岩的岩层中。他们挑选的锆石使其得以作出结论：从白垩纪第三纪灭绝事件前推 25 万年，出现大规模火山爆发，并且持续了约 75 万年。下一步将精确分析这些火山爆发如何导致物种灭绝。目前， Keller 团队正在寻找白垩纪第三纪灭绝事件前的 50 万年间伴随德干火山爆发而来的海洋酸化证据。很多同行认为，此次最新发现将 Keller 从边缘拉回到前沿。她则笑着表示：“至少我不希望再遇到满怀敌意的对待。”（闫洁）《中国科学报》 (2015-01-01 第 3 版国际 ) http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2015/1/310562.shtm 附件火山喷发的双重作用杨冬红 1,2 , 杨学祥 3 1 吉林大学古生物学与地层学研究中心 , 长春 130026 2 吉林大学东北亚生物演化与环境教育部重点实验室 , 长春 130026 3 吉林大学地球探测科学与技术学院 , 长春 130026 摘要大多数学者认为， 15-18 世纪的小冰期是由太阳辐射减弱或火山喷发单一作用或共同作用引起，火山灰中含有大量悬浮颗粒，阻碍了太阳辐射抵达地球表面。最近研究表明，小冰期从 13 世纪开始，源于公元 1275 年和 1300 年之间的 4 次火山喷发。在过去的 450 年，最近研究发现了火山喷发与大气和海洋低温的联系，短期的变冷时代从 13 世纪到 18 世纪，大气和海洋系统被火山喷发所控制。但是，发生在古老世纪白垩纪的长期变暖时代，发生了最强烈的海底火山喷发，喷发物中的火山灰被海水过滤，连同海洋增温所释放出的温室气体阻止热辐射返回太空，使地球气候变暖。火山喷发具有双重效应：致冷和致暖。温室效应不是气候变化的唯一因素，其他因素必须参与地球的热平衡。火山活动主要受地球内部能量间歇性释放所控制。对作差异旋转的内核而言，太阳辐射量影响核幔角动量交换和壳幔能量交换，造成热幔柱喷发和强烈岩浆活动，控制了核幔边界到地表的能量交换过程。这是天文周期与火山活动一一对应的原因。二氧化碳不是造成古气候峰值唯一原因。关键词火山，太阳辐射，温室效应，小冰期，地球自转 doi: 中图分类号 P 收稿日期 A dual action of volcanic eruption YANG Dong-Hong 1, 2 , YANG Xue-Xiang 3 1 Research Center of Palaeontology Stratigrfaphy, Jilin University,Changchun 130026 ,China 2 Key-Lab for Evolution of Past Life and Enviroment in Northeast Asia, Ministry of Eduation China, Jilin University, Changchun 130061 , China 3 College of Geo-exploration Science and Technology, Jilin University, Changchun 130026 ,China Abstract Most scientists think the Little Ice Age is from the 15th century to the 18th century and was caused either by decreased summer solar radiation, erupting volcanoes that cooled the planet by ejecting shiny aerosol particles that reflected sunlight back into space, or a combination of both. According to the new study, the Little Ice Age began abruptly between A.D. 1275 and 1300, triggered by repeated, explosive volcanism, the Little Ice Age range is from the 13th century to the 18th century. The new study suggests that the onset of the Little Ice Age was caused by an unusual, 50-year-long episode of four massive tropical volcanic eruptions. Over the past 450 years, new studies find an association between volcanic events and lower temperatures in the oceans and atmosphere. The shortest cold period in recent centuries occurred from the 13th century to the 18th century, following the eruption of volcano. The ocean–atmosphere system has been sensitive to changes in radiative forcing caused by volcanism over the past several centuries. But, the longest sustained warm period in ancient centuries occurred in the Gretaceousperiod, following the strongest eruption of volcano that warmed the planet by CO 2 and vapour that reflected thermal radiation back not into space. The eruption of volcano has a dual action and the greenhouse is not only one effect of global worming. Volcanism is controlled by the intermittent release of energy in the earth. The greatest solar radiation affects the exchange of core-mantle angular momentum, which leads to eruptions of super plumes and magma, and controls the energy exchange from core-mantle boundary to crust. They are the reason for the correspondence of the volcanic cycles one by one with the astronomical periods one by one. Carbon dioxide forcing alone is insufficient to explain Palaeocene–Eocene Thermal Maximum warming. Keywords volcano, solar radiation, greenhouse effect, Little Ice Age, earth rotation 1 引言 1816 年，全球性的低温袭击了从欧洲、美洲甚至中国，北半球平均气温下降了 0.4-0.7 ℃ ，与道尔顿极小期有关，此前的蒙德极小期造成北半球持续 70 年的连续低温。但是，造成 1816 年寒冷现象的更直接原因是 1815 年坦博拉火山喷发， 1809 年也发生了火山喷发。在此期间还有两次火山爆发，分别发生在 1812 年的加勒比海地区和 1814 年的菲律宾。最新研究认为，地球小冰期始于 13 世纪后期，可能从 1275 年至 1300 年间就开始了，在大约 50 年时间里，热带地区相继发生了 4 次大规模火山爆发。由于喷出的火山灰中含有大量悬浮颗粒，阻碍了太阳辐射抵达地球表面，北半球在相对很短的时期内不断遭遇“降温”，这种累积效应使北半球突然进入冰期。 1430 年到 1450 年，也发生了一轮大规模火山喷发，其中包括瓦努阿图的火山，导致几个世纪的寒冷时期“小冰期”的到来。 2010 年冰岛火山喷发后，火山活动对气候的影响重新引起人们的关注，伴随火山资料的增多，研究火山活动对气候的影响不仅成为可能，而且有重大的现实意义。 2 火山喷发在小冰期中的致冷作用从15至17世纪的200余年小冰期时期，世界上强震很多，其它自然灾害（如瘟疫流行）也很集中，这正是太阳黑子的蒙德极小值期。人们往往把太阳黑子延长极小期当作小冰期气候产生的原因。进一步的研究表明，火山活动对小冰期有重要影响。小冰期对应强火山活动，小气候最适期对应弱火山活动。因为火山灰和二氧化硫等火山喷发物到达平流层后，较小的气溶胶可在数月内传播到全球，并可在平流层内持续漂浮 1-3 年，使太阳直接辐射减弱，造成大气降温。太阳活动和火山活动是小冰期气候变化的主要因素，下一个太阳黑子延长极小期已经到来。研究表明，全球强火山活动存在显著的 88 年左右和 100 年左右世纪尺度周期循环，还存在 33 年左右年代际尺度周期循环以及与太阳活动相联系的准 11 年周期。火山活动是地球气候异常变化十分重要的影响因子，特别是 WEI5 级以上的强火山活动，其影响是全球性的。太阳黑子周期活动规律性影响地球气候。在太阳黑子非活跃时期，北美和欧洲部分地区常遭遇极端天气。在 2008 年至 2010 年，太阳黑子处于活动谷年，美国与欧洲部分地区遭遇严冬。复杂计算机模型模拟到长期气候状况，证实在太阳黑子活动谷年，异常冷空气在赤道大气上空形成，造成大气热量重新分配和大气环流变化，令欧洲北部和美国遭遇异常低温和暴风雪，加拿大和地中海地区气候则变得更为温和。进入活动峰年，情况相反。太阳黑子周期长度的变化与地球冷暖变化也具有相关性。用太阳黑子周期长度同地球温度做比较，地球的增温和降温与太阳黑子周期长度变化是相当吻合的，当黑子周期变短，地球增温，当黑子周期变长，地球降温，太阳黑子周期长度的变化与地球冷暖变化有很好的相关性。太阳黑子延长极小期会带来寒冷，常规的太阳黑子周期的长度变化也能带来地球气温变化。两种尺度划分的地球冷暖周期是一致的。最近的一次太阳黑子周期长度为 12.4 年，表明 21 世纪太阳黑子超长极小期的到来。最近的研究表明，不仅太阳活动具有11年周期，潮汐具有11年和1800年的周期波动，气候变冷周期与潮汐变化周期相一致。火山喷发 11 、 33 、 88 年周期是太阳活动和潮汐变化 11 年周期叠加的结果，潮汐激发地震火山活动得到越来越多研究的证明，而且深海及其边缘的特大地震可以导致气候变冷。表 1 太阳活动、火山喷发、强潮汐和低温期的对应关系 Table 1 The relation of solar activity, volcanic eruption, tides and lower temprature 太阳黑子延长极小期时间（年）坏天时代潮汐极大年时间火山活跃时间全球气温欧特 1040-1080 1010-1110 1062 ？？低温沃尔夫 1280-1350 1165-1360 1264 1275-1300 小冰期史玻勒 1450-1550 1420-1525 1425 1440-1460 1470-1490 小冰期 1570-1600 蒙德 1640-1720 1600-1725 1629 1640-1680 小冰期道尔顿 1790-1830 1790-1915 1770 1810-1820 小冰期 1850-1860 1870-1890 1900-1920 21 世纪 1998- ？？ 1997 ？？ 1974 1980-?? 低温？注：数据来自文献。从 2003 年开始，天文学家就一再预测到太阳活动变弱的趋势，一个类似道尔顿极小期的太阳活动低值正在到来，长度可能更长。太阳活动周期变长是太阳活动减弱的一个明显的标志。 2011 年美国科研人员预测，太阳将进入不寻常且时间较长的“超级安静模式”，大约从 2020 年开始，太阳黑子活动或许会消失几年甚至几十年。这些科研人员在美国天文学会太阳物理学分会年会上发表 3 份研究报告说，人们熟悉的太阳黑子活动或许将进入“冬眠”，这种情况自 17 世纪以来从未出现。新的证据表明，全球变暖自上个世纪 90 年代末以来基本上已停止。 Yu Kosaka 和 Shang-Ping Xie 发现，当将最近在东赤道太平洋观察到的变冷现象直接吸收到气候模型中时，全球变暖的上述停顿就可以得到解决。结果表明，来自热带太平洋的低温海水或是近年来抑制全球气候变暖的一个主要因素。美国斯克里普斯海洋研究所开展的最新研究认为，全球变暖的“暂停”与“太平洋十年涛动”有关。这篇文章证实了我们在 1996 年以来提出“海底藏冷效应”、“海洋锅炉效应”、 2000 年美国科学家季林提出的“潮汐调温效应”和 2002 年中国学者郭增建提出的“深海巨震调温效应”。尽管 1800 年潮汐周期处于最弱时期使海底冷水上翻数量减少，全球气候处于变暖高峰，但是，目前也处于 200 年周期的太阳黑子超长极小期、 55 年周期的“太平洋涛动”冷位相时期，后两者有充分的历史数据表明是变冷时期。今后 20 年气候不再变暖，即变暖已经停止，变冷成为短周期的必然趋势，现有的气候模型忽视了这些自然因素。根据潮汐变化 1800 年周期，小冰期时期对应潮汐强度高峰，而目前潮汐强度低谷对应全球变暖，变暖高峰在 24 世纪，直到 3107 年潮汐达到新的高峰，引发新一轮小冰期。潮汐还有 200 年和 60 年周期，对应太阳黑子超长极小期和太平洋十年涛动，目前 200 年周期和 60 年周期都处于变冷初期阶段，所以，此次变冷规模要小于道尔顿极小期。 3 火山喷发在大冰期和温暖期中的增暖作用现代火山活动有明显致冷的记录。短周期的对应关系是：小冰期对应强火山活动，小气候最适期对应弱火山活动。但是，火山长周期的对应关系却是：火山活动峰值与全球无冰期对应，而谷值与大冰期对应。据 Coffin 和 Eldholm （ 1993 ）海洋考察结果，巨大火成区所显示的大陆溢流玄武岩和大洋溢流玄武岩的喷发强度与全球高温和大气 CO 2 高浓度对应（见图 1-2 ）。图 1 巨大火成区和全球变暖 Fig 1 Large igneous provinces and global warming 图 2 巨大火成区的规模比例 Fig 2 The proportion of the large igneous provinces 120Ma 前海底地幔柱喷发形成翁通爪哇海台，其释放的热量为 6×10 26 J ，海洋的质量为 1.45×10 24 g ，可使全球海水温度增高 33 ℃ ，平均每万年海温升高 0.1 ℃ 。有证据表明，在古新世末不到 6000 年的时间内大洋底层水增温 4 ℃ 以上。海底火山活动引发的海温增高和 CO 2 排放在全球气候变化中的作用不容忽视，这是白垩纪强烈火山活动、大气中高浓度 CO 2 和异常高温一一对应的原因。最近发现在 15~20Ma 前南极的夏季温度要比现在高出大约 11 ℃ ，最高可以达到大约 7 ℃ 。这一南极地区的“绿化”过程最高峰大致出现在中新世中期，距今大约 16.4~15.7Ma 。中新世中期的温暖环境被认为应当对应于 400~600ppm 的大气二氧化碳浓度。 15 Ma 前发生的哥伦比亚溢流玄武岩喷发是大气 CO 2 浓度增加的原因（见图 1-2 ）。在过去的 20 年中，研究人员搜集了有关古新世—始新世（ 5500 万年前）最热现象（ PETM ）的数据。在 PETM 期间，地球的表面温度在 1 万年的时间里上升了 9 ℃ ，而这一事件的起始温度要高于地球目前的气温。地球的温度在这一较高水平上一直持续了近 10 万年。在 PETM 期间，大气中的气体浓度上升了约 700 ppm （百万分之一），即从 1000 ppm 升至 1700 ppm ——这比现今的 385 ppm 高出了 4 倍之多。据估计，温室气体的大量灌入形成了这一气温峰值。然而一项新的分析结果似乎并不能完全支持这一假设。研究人员模拟了在 PETM 期间，大气的灵敏度增加到翻一番的二氧化碳水平—— 2000 ppm ，地球温度会发生何种变化。最终的结果显示，这些二氧化碳最高可以使温度升高 3.5 ℃ 。这就意味着还有一些其他的因素使地球的温度升高了 5.5 ℃ 。这一无法解释的变暖现象使人们对究竟是什么导致了重大且快速的气候变化的认知存在着一个缺口：二氧化碳不是造成古气候峰值唯一原因。事实上， 5500 万年前的温度峰值与北大西洋边缘的巨大火成区同时出现，后者喷出的熔岩为哥伦比亚溢流玄武岩体积的 3 倍多。 1000km 3 熔岩要释放 1.6 × 10 13 kg 的 CO 2 ， 3 × 10 12 kg 的硫和 3 × 10 10 kg 的卤素。一个巨大火成区的累积过程要发生上千次这样的喷发，它使现代人类造成的污染物产生的影响相形见绌。 120Ma 前海底热幔柱喷发形成翁通爪哇海台的体积为 36 × 10 6 km 3 ， 15 Ma 前发生的哥伦比亚溢流玄武岩体积为 1.3 × 10 6 km 3 ，释放的 CO 2 分别为 5.8 × 10 17 kg 和 2.1 × 10 16 kg 。图 3 中可以看到，巨大火成区大部分处于海洋及其边缘，喷发物被海水过滤，减少火山灰降温作用，增强温室气体增温作用。海洋被加热，释放大量温室气体，两种因素都导致气温升高。图 3 全球巨大火成区 Fig 3 Global large igneous provinces Engel and Engel 给出了 6 亿年以来北美火山喷发曲线（见图 4 ）， Larson 给出了 1.5 亿年以来全球地磁、洋壳产量、古温度、古海平面、黑色页岩的异常变化，与图 1-2 的变化趋势基本一致。图 4 北美火山活动曲线（据 Engel and Engel, 1964 ） Fig. 4 The cure of volcanic activity in North America （ after Engel and Engel, 1964 ）在过去 4.5 亿年中地球旋转速率、地磁轴视极移、洋脊的活动、海平面和气候变化有伴随出现的现象。地球旋转加速时期主要对应了正极性时期，而旋转减慢时期主要对应了负极性时期，前者如志留纪至早泥盆纪和中生代，这阶段由于地球旋转速度加快，使地磁极具正极性、洋脊活动增强、全球性海侵和古气候变暖。自晚泥盆纪至二叠纪和新生代，是地球旋转速度减慢时期，表现为负极性为主、洋脊活动减弱、全球性海退、气候剧烈变化和出现大冰期。这些资料表明，在几亿年时间尺度上，各种地质旋回有一定程度的相关性存在，与地球自转速度变化相对应。叶淑华院士指出，在距今 0.65-1.4 亿年前的白垩纪，地磁场突然倒转，岩浆活动非常剧烈；大气温度比现在高 18 ℃ 左右；海平面比现在约高 150 米；地球的自转变快；古生物大量灭绝；大气中 CO 2 的含量十倍于现在；陨石增多。在此期间，地球自转速度处于峰值。相反， 437Ma 的奥陶志留纪大冰期和 437Ma 的石炭二叠纪大冰期对应地球自转速度低谷。巨大火成区来自核幔边界地幔柱的猛烈喷发，核幔边界地幔柱喷发的能量又来自何处？理论模型研究和实际测量表明，地球内核自转较快，地壳和地幔自转较慢，形成地球内外圈层的差异旋转，核幔边界不仅是热交换边界，而且是圈层角动量交换的边界。最强的太阳辐射加强圈层角动量交换，使地壳和地幔自转变快，内核自转变慢，部分动能转化为热能积累在核幔边界。这是地球自转加速对应大规模地幔柱喷发的原因。化石种类数据的小波分析显示存在大约 62Ma 和 140Ma 两个明显周期。这表明地表周期与地球深部周期的一致性。这些新的结果指出，各种地质过程的一致性可能是与深部地幔的活动变化相关的。银河年 280Ma 周期在地球大冰期和温暖期转换周期、地球自转长期变化周期、火山喷发长周期、陆海变动周期、造山作用周期、地磁极性变化长周期都有明显的表现。 280Ma 周期是 140Ma 周期的倍数周期，是 140Ma 周期受控于银河年周期的证据，最可能的因素是太阳辐射强度的变化。太阳风和太阳辐射量的变化可以压缩地球磁场，增强或减弱核幔角动量交换，对核幔边界的地幔柱活动有控制作用（图 4 ）。图 5 太阳辐射变化、核幔角动量交换和气候变化的关系 Fig.5 Relation among solar radiation, core-mantle angular momentum and climate change 巨大火成岩省形成时释放的 CO 2 是导致全球变暖的重要原因，但是，导致全球变暖的巨大火成岩省有多种作用，温室效应只是其中的一种。使海洋底层水增温，这是巨大火成岩省无可替代的致暖作用。巨大火成岩省的海台和洋壳产量在白垩纪是最高的，洋壳产量的最高速度为 37×10 6 km 3 /Ma （目前的洋壳产量为 17×10 6 km 3 /Ma ），对海洋温度的提高贡献最大。存储在海洋中的碳只要释放 2 % ，就将使大气中的 CO 2 含量增加一倍。海洋是 CO 2 的储库。在 1 个大气压下，海水温度从 0 ℃ 升高为 25 ℃ ，每克海水可释放约 1 cm 3 体积的 CO 2 ，释放量与残留量的比值约为 1 ： 1 。目前全球海洋溶解的 CO 2 是大气中 CO 2 的 13 倍，以此比例，海水升温 25 ℃ ，大气中 CO 2 的含量应该增加到现在的 6.5 倍，这表明白垩纪海洋增温释放的 CO 2 是大气 CO 2 浓度增高的主要来源。 4 讨论和结论火山喷发出的火山灰能够遮蔽阳光，具有致冷作用；火山喷出的温室气体—— CO 2 和水汽具有致热作用。特别值得指出的是，海底火山喷发经过海水过滤，不仅能释放出海洋中的温室气体，而且能使大气和海洋同时增温。温室效应只有增温效应，模拟计算表明，二氧化碳不是造成古气候峰值唯一原因。近一亿年间海洋底层水冷却了摄氏 15 ℃ ，大气冷却了 10-15 ℃ ，而第四纪冰期到来之时，海洋底层水温度为 0 ℃ ，目前为 2 ℃ 。这表明全球温暖期对应海洋底层水的高温期，全球大冰期对应海洋底层水低温期，海洋底层水是地球储存 “ 冷能 ” 的仓库。新洋壳生成和海底火山活动引发的海温升高和海水中 CO 2 释放在全球气候变化中的作用不容忽视，这是人为温室效应所不能达到的。大陆分散在赤道产生极热气候，大陆集中在两极会形成极冷气候。石炭二叠纪大冰期时大陆集中在南极，第四纪大冰期时大陆向北极附近集中。陆海分布影响全球气候。德雷克海峡通道的打通是在始新世和渐新世完成的，是气候变冷的主要原因。忽略陆海分布、构造运动、地核能量积累、海底火山活动和洋壳产量对海温变化的影响，简单地以大气温室气体浓度来判定全球气温变化将产生巨大的误差。温室效应仅仅是导致全球变暖的一种因素，海洋底层温度变化是大气温度变化的可靠前兆。研究表明，全球温暖期对应海洋底层水的高温期，全球大冰期对应海洋底层水低温期，海洋底层水是地球储存 “ 冷能 ” 的仓库，如果海洋底层水温度没有提高到一亿年前的水平，全球就不会重现中生代白垩纪的高温期，强潮汐和强震会不断用海底冷水来冷却大气，使气候变冷。海洋底层温度变化是全球气候变化的晴雨表，地球内部能量释放、海水温度和全球气候的相关性，使我们有可能通过海底温度的变化预测全球气候长期变化。参考文献 1. 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一起聊聊KT界线和恐龙灭绝: 热度 4 xiaomifengAmy 2018-1-30 10:07; 小朋友们，在介绍这件展品之前，我想要先和大家聊聊恐龙的故事。恐龙是生活在距今大约2亿3500万年至6500万年前的一种大型爬行动物，大多数恐龙都栖息在陆地上。那时地球上遍地都是茂密的森林，由于有充足的食物，加上温暖的气候条件，所以爬行类动物得以大量的繁衍，恐龙就是当时所有爬行动物中体格最大的一类，在统治地球长达1亿多年的时间里，恐龙是当时地球上的霸主，但不知什么原因，在6500万年前，它突然在很短的时间里消失了，留下了大批的恐龙化石，以及神秘灭绝的不解之谜。对于恐龙消失的原因，科学家们做了很多猜测，也提出了很多假说，有的科学家认为是因为造山运动使得沼泽减少，恐龙赖以生存的食物也随之减少，恐龙因为没有食物，所以灭绝；有的科学家认为是由于超新星爆炸引起地球气候变化，恐龙无法再短时间内适应这种巨大的变化，因此灭绝了；还有的科学家认为恐龙是因为吃了有毒的花，中毒而死。但是目前普遍被大家所接受的说法就是小行星撞击地球。 1980年，美国科学家在研究中发现，在6500万年前的地层中，有一层黏土中的铱元素的指标明显高于上层和下层的黏土，而在检测了世界各地在这一时期的地质样本之后，科学家们发现，该黏土层中的铱含量具有同样高的指标。于是科学家们将这一层黏土层称为KT边界，也就是介于白垩纪（Cretaceous Period）与紧临较年轻的第三纪（Tertiary Period）的界线，在这一岩层之下有大量的恐龙化石，但是在这一岩层以上，却找不到一副恐龙化石，这让科学家们百思不得其解。在地球上，铱是一种稀有元素，但是在小行星和彗星中却含有这种元素，于是科学家们便提出了一种假设，铱元素在这一时期的骤然增加，是由于一个外来星体，它可以是小行星或是彗星，撞向了地球而形成的。他们甚至设想了在6500万年前发生的那一场小行星撞击地球的悲壮性的一刻。那一天，恐龙还有地球上的其他生物，像平时一样，悠闲地在沼泽地里啃着树叶，突然，天空中出现一道耀眼而夺目的白光划破天际，一颗小行星携带着铱以及其他金属从天而降，它的直径有10公里，相当于一座中等城市，随着一声巨响，这可小行星坠入大海，在海底砸出了一个深坑，海水很快就被汽化，并掀起了巨大的海啸，席卷了陆地上的一切，在这股强大力量的影响之下，地球板块发生了改变，火山爆发，一时间，火山灰弥散在天空中，地球处于暗无天日的恐慌之中，山洪暴发，泥石流倾泻，将恐龙以及其他生物一起掩埋，在随后很长一段时间里，地球都处于见不到阳光的低温状态，植物由于没有光合作用而无法生存，幸存下来的那些为数不多的恐龙因为没有足够的食物相继死亡，就这样，恐龙作为地球霸主统治的时代结束了。 “小行星撞击地球”的假说不仅解释了这一时期铱以及其他稀有金属元素的高含量，同时也解释了恐龙灭绝的原因，因此得到了大多数地质学家和古生物学家的支持，但也有另外一部分科学家对此提出了质疑。有科学家认为这样巨大的小行星即使经过漫长的岁月也不可能踪迹全无，而在地球上却从未发现过这类小行星坠落留下的陨石坑；还有科学家质疑一颗小行星所携带的铱元素无法均匀散布在地球表面。其实，关于6500万年前恐龙灭绝的原因，科学家们至今还无法得出一个完全令人信服的答案，小朋友们，如果你也对恐龙感兴趣，也可以大胆地进行猜测和假设，我相信，你们一定可以通过自己的努力，找到恐龙灭绝的真正原因的！好了，今天的“听罗老师讲展品”就说到这儿，咱们下周接着聊！; 个人分类: 听罗老师讲展品|12585 次阅读|4 个评论

气候变暖与恐龙灭绝：海平面上升导致超级火山喷发: 杨学祥 2017-1-5 11:36; 气候变暖与恐龙灭绝：海平面上升导致超级火山喷发杨学祥，杨冬红关键提示：历史记录表明，全球变暖——冰盖融化——海平面上升——海洋地壳均衡下沉——环太平洋地震火山带剧烈活动，构成全球变化的全过程。全球变暖最终导致的超级火山喷发，使全球面临类似恐龙灭绝的巨大灾难之中。全球 1500 座火山同时喷发会怎样？真正的世界末日腾讯科学 2016 年 06 月 17 日 07:38 腾讯科学讯据英国每日邮报报道，目前，科学家表示，如果全球 1500 座潜在的活火山同时喷发，将酿成一场毁灭性的末日灾难。火山碎屑流达到 1000 摄氏度高温，传播速度每小时 724 公里，全球气温将下降，导致大暴雨，毁坏农作物。火山灰将传播至数千公里，影响交通工具的发动机启动，使建筑物下沉，人们吸入火山灰将带来健康问题。同时，火山灰遮蔽了太阳光线，导致人们出现缺钙症，心情抑郁。全球除了海底有连续的火山带，大约有 500 座火山曾喷发过，然而它们并未同时喷发。英国布里斯托大学火山专家马修 - 沃特森 (Matthew Watson) 博士说：“火山喷发分为两种不同类型，第一种是制造熔岩流和大量气体；第二种是制造火山灰尘和气体。两者活跃性的差异主要是受到岩浆黏度控制。” 黏度越高的岩浆就很难释放气体，很有可能会出现岩浆爆发，尽管火山喷发类型存在很大的差异，但是如果地球上所有火山同时喷发，在许多方面将带来毁灭性灾难。距离火山喷发点最近的居民首先遭受影响，不仅有火山岩浆流的威胁，还会释放大量灰尘云。火山碎屑流是快速移动的岩石、灰尘和气体流，非常炽热，温度可达到 1000 摄氏度。人们开车或者奔跑不可能超越火山碎屑流的速度，后者可达到每小时 724 公里。此外，火山碎屑流还将摧毁火山喷发点 160 公里之外的区域，生活在火山邻近区域的居民遭受影响最严重。对火山邻近区域的摧毁仅是一个开始，火山喷发将释放大量火山灰进入天空，传播至数千公里之外。沃特森博士称，火山灰尘是非常令人棘手的，它包含着微小的晶体和岩石碎屑。火山灰除了潜在影响发动机，还将破坏建筑物，火山灰将堆积在建筑物上，逐渐导致建筑底基下沉。吸入火山灰尘还将对肺部构成严重损伤，其中导致硅肺病，同时使人体免疫系统过度损伤，出现二次健康问题。此外，火山灰尘不仅损坏交通工具发动机，人们外出时必须佩戴着口罩，太空通讯也将遭受干扰，火山灰尘云会干扰卫星信号，阻挡无线电波传送。火山喷发将导致长期性地球气候变化，大量火山灰尘和气体进入大气层，将全球性地降低气温。沃特森博士说：“火山喷射释放的二氧化硫将转变成为气溶胶微粒，可以反射太阳光线至太空，从而显著地降低地球温度，潜在地出现冰河时代的气候状况。”（悠悠 / 编译） http://tech.qq.com/a/20160617/014190.htm 恐龙灭绝新解析：源于小行星撞击和火山 2016-12-19 10:01:01 　来源 : 未来网恐龙灭绝的原因一直备受争议，它们究竟是死于小行星撞击，还是死于火山喷发，亦或是死于几千万年前气候的变化 ? 恐龙死于 6500 万年前小行星撞击事件是一个科学史上的一个大发现，虽然我们有比较充分的证据显示恐龙死于小行星撞击以及撞击所引发的环境剧变，但仍然有研究人员认为小行星仅仅是其中的一个影响因素，恐龙灭绝还有其他更深层的原因。小行星撞击地球是目前主流的恐龙灭绝原因，一颗直径为 8 公里的小行星撞击地球，造成了大量的尘埃遮挡了太阳光照，导致一连串的灾难事件，比如绿色植物大量死亡影响了食草恐龙的生存，而小型动物的大规模死亡也导致食肉恐龙的灭绝。现在美国研究人员发现有更多的证据显示在小行星撞击前地球上出现了大规模火山喷发，也对恐龙的灭绝产生了促进作用，因为火山大规模喷发导致一些挥发性的化学物质达到危险水平，地球大气变得浑浊，而小行星的撞击进一步奠定了恐龙灭绝的命运。美国科学家在印度德干地盾附近发现了关于恐龙灭绝的证据，研究结果显示恐龙灭绝不仅仅是小行星造成的因素，还有火山喷发影响了地球环境。在小行星撞击地球之前大约 25 万年，地球上出现了大规模的火山喷发，在此后的 50 万年左右的时间内，地球环境出现了剧变。 http://news.k618.cn/history/lsqw/201612/t20161219_9779792.html 葡萄牙里斯本大学的一位地质学家埃里克说道：“最新的研究论证了在大灭绝之前德干岩群就存在而且对于大灭绝负有部分责任。”科学家的探索地点位于印度的中西部德干岩群，这里保存着地球上最大规模火山喷发的痕迹，研究人员开始在这里寻找锆石，这是一种含铀岩石矿物，在岩浆喷发后形成，能够非常精确指示火山喷发事件。 http://news.k618.cn/history/lsqw/201612/t20161219_9779792_1.html 全球变暖造成的冰盖融化和海平面上升是火山大规模喷发的原因对于全球变暖，气候学家关注的是海平面上升，而地质学家关注的是海平面上升导致的大规模火山活动。历史的证据表明，全球变暖、冰盖融化、海平面上升与全球大规模火山活动相对应，是大规模生物灭绝和恐龙灭绝的原因（见表 1-2 和附件）。现代火山活动有明显致冷的记录。短周期的对应关系是：小冰期对应强火山活动，小气候最适期对应弱火山活动。但是，火山长周期的对应关系却是：火山活动峰值与全球无冰期对应，而谷值与大冰期对应。火山喷发具有双重效应：短期致冷和长期致暖。这往往使气候学家的推断陷入矛盾之中。表 1 地球自转周期、气温变化与地质旋回 Table1 Earth’s rotation periods andgeological cycles 时间地球自转全球气候生物灭绝事件热幔柱喷发 /Ma 形成物体积 /10 6 km 3 140 加快温暖期 120 加快温暖期不明显 ( 水下喷发 ) 翁通爪哇海台 36 110 加快温暖期　　大规模生物灭绝凯尔盖朗海台变小 65 加快高峰温暖期　　恐龙灭绝，所有物种近德干暗色岩变小　　　　　　　　　　一半灭绝 55 减慢变冷　　许多深海有孔虫类和北大西洋火山变小陆生哺乳动物灭绝边缘 15 减慢变冷大规模物种灭绝哥伦比亚河溢 1.3 流玄武岩 -8 减慢大冰期根据地质和气象等综合数据，表 1 给出了地球自转周期、气温变化与地质旋回的对应关系，表 2 给出地球自转周期、地质旋回、气候变化和地磁变化的对应规律，与附件中图 1-4 中的火山活动变化曲线相对应。特别值得指出的是，地壳相对地核自转减慢对应地磁反向，地壳相对地核自转加快对应地磁正向，这一现象的发现为地球各圈层差异旋转影响地磁反向提供了证据。表 2 地球自转周期、地质旋回和地磁极性倒转 Table 2 Earth’s rotation periods, geological cyclesand geomagnetic polarity reverse 地质界线新生代 / 现在中生代 / 新生代侏罗纪 / 白垩纪古生代 / 中生代石炭纪 / 二叠纪下古生代 / 上古生代年代 /10 2 Ma 0 0.65 1.36 2.25 2.80 3.45 地壳自转减慢加快减慢火山活动喷发最弱喷发中等喷发最强喷发中等喷发最弱喷发中等海陆变动大陆为主最大海退由主要是海变为大陆最大海侵由主要是大陆变到海大陆为主最大海退由主要是还变到大陆气候变化第四纪大冰期温暖期石炭二叠纪大冰期陆海分布类型大陆集中在北极大陆分散在赤道大陆集中在南极造山作用生物灭绝第三纪大褶皱白垩纪恐龙灭绝石炭二叠纪大褶皱地磁极性反向正向反向历史记录表明，全球变暖——冰盖融化——海平面上升——海洋地壳均衡下沉——环太平洋地震火山带剧烈活动，构成全球变化的全过程。全球变暖最终导致的超级火山喷发，使全球面临类似恐龙灭绝的巨大灾难之中。附件：火山喷发的双重作用杨冬红 1,2 , 杨学祥 3 1 吉林大学古生物学与地层学研究中心 , 长春 130026 2 吉林大学东北亚生物演化与环境教育部重点实验室 , 长春 130026 3 吉林大学地球探测科学与技术学院 , 长春 130026 摘要大多数学者认为， 15-18 世纪的小冰期是由太阳辐射减弱或火山喷发单一作用或共同作用引起，火山灰中含有大量悬浮颗粒，阻碍了太阳辐射抵达地球表面。最近研究表明，小冰期从 13 世纪开始，源于公元 1275 年和 1300 年之间的 4 次火山喷发。在过去的 450 年，最近研究发现了火山喷发与大气和海洋低温的联系，短期的变冷时代从 13 世纪到 18 世纪，大气和海洋系统被火山喷发所控制。但是，发生在古老世纪白垩纪的长期变暖时代，发生了最强烈的海底火山喷发，喷发物中的火山灰被海水过滤，连同海洋增温所释放出的温室气体阻止热辐射返回太空，使地球气候变暖。火山喷发具有双重效应：致冷和致暖。温室效应不是气候变化的唯一因素，其他因素必须参与地球的热平衡。火山活动主要受地球内部能量间歇性释放所控制。对作差异旋转的内核而言，太阳辐射量影响核幔角动量交换和壳幔能量交换，造成热幔柱喷发和强烈岩浆活动，控制了核幔边界到地表的能量交换过程。这是天文周期与火山活动一一对应的原因。二氧化碳不是造成古气候峰值唯一原因。关键词火山，太阳辐射，温室效应，小冰期，地球自转 doi: 中图分类号 P 收稿日期 A dual action of volcaniceruption YANG Dong-Hong 1, 2 ,YANG Xue-Xiang 3 1 Research Center of Palaeontology Stratigrfaphy, Jilin University,Changchun 130026 ,China 2 Key-Lab for Evolution of Past Life and Enviroment in Northeast Asia,Ministry of Eduation China, Jilin University, Changchun 130061 , China 3 College of Geo-exploration Science and Technology, JilinUniversity, Changchun 130026 , China Abstract Most scientists think theLittle Ice Age is from the 15th century to the 18th century and was causedeither by decreased summer solar radiation, erupting volcanoes that cooled theplanet by ejecting shiny aerosol particles that reflected sunlight back intospace, or a combination of both. According to the new study, the Little Ice Agebegan abruptly between A.D. 1275 and 1300, triggered by repeated, explosivevolcanism, the Little Ice Age range is from the 13th century to the 18thcentury. The new study suggests that the onset of the Little Ice Age was causedby an unusual, 50-year-long episode of four massive tropical volcanic eruptions.Over the past 450 years, new studies find an association between volcanicevents and lower temperatures in the oceans and atmosphere. The shortest coldperiod in recent centuries occurred from the 13th century to the 18th century,following the eruption of volcano. The ocean–atmosphere system has beensensitive to changes in radiative forcing caused by volcanism over the pastseveral centuries. But, the longest sustained warm period in ancient centuriesoccurred in the Gretaceousperiod, following the strongest eruption of volcano thatwarmed the planet by CO 2 and vapour that reflected thermal radiationback not into space. The eruption of volcano has a dual action and thegreenhouse is not only one effect of global worming. Volcanism is controlled bythe intermittent release of energy in the earth. The greatest solar radiationaffects the exchange of core-mantle angular momentum, which leads to eruptionsof super plumes and magma, and controls the energy exchange from core-mantleboundary to crust. They are the reason for the correspondence of the volcaniccycles one by one with the astronomical periods one by one. Carbondioxide forcing alone is insufficient to explain Palaeocene–Eocene ThermalMaximum warming. Keywords volcano, solar radiation,greenhouse effect, Little Ice Age, earth rotation 1 引言 1816 年，全球性的低温袭击了从欧洲、美洲甚至中国，北半球平均气温下降了 0.4-0.7 ℃ ，与道尔顿极小期有关，此前的蒙德极小期造成北半球持续 70 年的连续低温。但是，造成 1816 年寒冷现象的更直接原因是 1815 年坦博拉火山喷发， 1809 年也发生了火山喷发。在此期间还有两次火山爆发，分别发生在 1812 年的加勒比海地区和 1814 年的菲律宾。最新研究认为，地球小冰期始于 13 世纪后期，可能从 1275 年至 1300 年间就开始了，在大约 50 年时间里，热带地区相继发生了 4 次大规模火山爆发。由于喷出的火山灰中含有大量悬浮颗粒，阻碍了太阳辐射抵达地球表面，北半球在相对很短的时期内不断遭遇“降温”，这种累积效应使北半球突然进入冰期。 1430 年到 1450 年，也发生了一轮大规模火山喷发，其中包括瓦努阿图的火山，导致几个世纪的寒冷时期“小冰期”的到来。 2010 年冰岛火山喷发后，火山活动对气候的影响重新引起人们的关注，伴随火山资料的增多，研究火山活动对气候的影响不仅成为可能，而且有重大的现实意义。 2 火山喷发在小冰期中的致冷作用从15至17世纪的200余年小冰期时期，世界上强震很多，其它自然灾害（如瘟疫流行）也很集中，这正是太阳黑子的蒙德极小值期。人们往往把太阳黑子延长极小期当作小冰期气候产生的原因。进一步的研究表明，火山活动对小冰期有重要影响。小冰期对应强火山活动，小气候最适期对应弱火山活动。因为火山灰和二氧化硫等火山喷发物到达平流层后，较小的气溶胶可在数月内传播到全球，并可在平流层内持续漂浮 1-3 年，使太阳直接辐射减弱，造成大气降温。太阳活动和火山活动是小冰期气候变化的主要因素，下一个太阳黑子延长极小期已经到来。研究表明，全球强火山活动存在显著的 88 年左右和 100 年左右世纪尺度周期循环，还存在 33 年左右年代际尺度周期循环以及与太阳活动相联系的准 11 年周期。火山活动是地球气候异常变化十分重要的影响因子，特别是 WEI5 级以上的强火山活动，其影响是全球性的。太阳黑子周期活动规律性影响地球气候。在太阳黑子非活跃时期，北美和欧洲部分地区常遭遇极端天气。在 2008 年至 2010 年，太阳黑子处于活动谷年，美国与欧洲部分地区遭遇严冬。复杂计算机模型模拟到长期气候状况，证实在太阳黑子活动谷年，异常冷空气在赤道大气上空形成，造成大气热量重新分配和大气环流变化，令欧洲北部和美国遭遇异常低温和暴风雪，加拿大和地中海地区气候则变得更为温和。进入活动峰年，情况相反。太阳黑子周期长度的变化与地球冷暖变化也具有相关性。用太阳黑子周期长度同地球温度做比较，地球的增温和降温与太阳黑子周期长度变化是相当吻合的，当黑子周期变短，地球增温，当黑子周期变长，地球降温，太阳黑子周期长度的变化与地球冷暖变化有很好的相关性。太阳黑子延长极小期会带来寒冷，常规的太阳黑子周期的长度变化也能带来地球气温变化。两种尺度划分的地球冷暖周期是一致的。最近的一次太阳黑子周期长度为 12.4 年，表明 21 世纪太阳黑子超长极小期的到来。最近的研究表明，不仅太阳活动具有11年周期，潮汐具有11年和1800年的周期波动，气候变冷周期与潮汐变化周期相一致。火山喷发 11 、 33 、 88 年周期是太阳活动和潮汐变化 11 年周期叠加的结果，潮汐激发地震火山活动得到越来越多研究的证明，而且深海及其边缘的特大地震可以导致气候变冷。表 1 太阳活动、火山喷发、强潮汐和低温期的对应关系 Table 1 The relation of solar activity, volcanic eruption,tides and lower temprature 太阳黑子延长极小期时间（年）坏天时代潮汐极大年时间火山活跃时间全球气温欧特 1040-1080 1010-1110 1062 ？？低温沃尔夫 1280-1350 1165-1360 1264 1275-1300 小冰期史玻勒 1450-1550 1420-1525 1425 1440-1460 1470-1490 小冰期 1570-1600 蒙德 1640-1720 1600-1725 1629 1640-1680 小冰期道尔顿 1790-1830 1790-1915 1770 1810-1820 小冰期 1850-1860 1870-1890 1900-1920 21 世纪 1998- ？？ 1997 ？？ 1974 1980-?? 低温？注：数据来自文献。从 2003 年开始，天文学家就一再预测到太阳活动变弱的趋势，一个类似道尔顿极小期的太阳活动低值正在到来，长度可能更长。太阳活动周期变长是太阳活动减弱的一个明显的标志。 2011 年美国科研人员预测，太阳将进入不寻常且时间较长的“超级安静模式”，大约从 2020 年开始，太阳黑子活动或许会消失几年甚至几十年。这些科研人员在美国天文学会太阳物理学分会年会上发表 3 份研究报告说，人们熟悉的太阳黑子活动或许将进入“冬眠”，这种情况自 17 世纪以来从未出现。新的证据表明，全球变暖自上个世纪 90 年代末以来基本上已停止。 Yu Kosaka 和 Shang-Ping Xie 发现，当将最近在东赤道太平洋观察到的变冷现象直接吸收到气候模型中时，全球变暖的上述停顿就可以得到解决。结果表明，来自热带太平洋的低温海水或是近年来抑制全球气候变暖的一个主要因素。美国斯克里普斯海洋研究所开展的最新研究认为，全球变暖的“暂停”与“太平洋十年涛动”有关。这篇文章证实了我们在 1996 年以来提出“海底藏冷效应”、“海洋锅炉效应”、 2000 年美国科学家季林提出的“潮汐调温效应”和 2002 年中国学者郭增建提出的“深海巨震调温效应”。尽管 1800 年潮汐周期处于最弱时期使海底冷水上翻数量减少，全球气候处于变暖高峰，但是，目前也处于 200 年周期的太阳黑子超长极小期、 55 年周期的“太平洋涛动”冷位相时期，后两者有充分的历史数据表明是变冷时期。今后 20 年气候不再变暖，即变暖已经停止，变冷成为短周期的必然趋势，现有的气候模型忽视了这些自然因素。根据潮汐变化 1800 年周期，小冰期时期对应潮汐强度高峰，而目前潮汐强度低谷对应全球变暖，变暖高峰在 24 世纪，直到 3107 年潮汐达到新的高峰，引发新一轮小冰期。潮汐还有 200 年和 60 年周期，对应太阳黑子超长极小期和太平洋十年涛动，目前 200 年周期和 60 年周期都处于变冷初期阶段，所以，此次变冷规模要小于道尔顿极小期。 3 火山喷发在大冰期和温暖期中的增暖作用现代火山活动有明显致冷的记录。短周期的对应关系是：小冰期对应强火山活动，小气候最适期对应弱火山活动。但是，火山长周期的对应关系却是：火山活动峰值与全球无冰期对应，而谷值与大冰期对应。据 Coffin 和 Eldholm （ 1993 ）海洋考察结果，巨大火成区所显示的大陆溢流玄武岩和大洋溢流玄武岩的喷发强度与全球高温和大气 CO 2 高浓度对应（见图 1-2 ）。图 1 巨大火成区和全球变暖 Fig 1 Large igneous provinces and global warming 图 2 巨大火成区的规模比例 Fig 2 The proportion of the large igneous provinces 120Ma 前海底地幔柱喷发形成翁通爪哇海台，其释放的热量为 6×10 26 J ，海洋的质量为 1.45×10 24 g ，可使全球海水温度增高 33 ℃ ，平均每万年海温升高 0.1 ℃ 。有证据表明，在古新世末不到 6000 年的时间内大洋底层水增温 4 ℃ 以上。海底火山活动引发的海温增高和 CO 2 排放在全球气候变化中的作用不容忽视，这是白垩纪强烈火山活动、大气中高浓度 CO 2 和异常高温一一对应的原因。最近发现在 15~20Ma 前南极的夏季温度要比现在高出大约 11 ℃ ，最高可以达到大约 7 ℃ 。这一南极地区的“绿化”过程最高峰大致出现在中新世中期，距今大约 16.4~15.7Ma 。中新世中期的温暖环境被认为应当对应于 400~600ppm 的大气二氧化碳浓度。 15 Ma 前发生的哥伦比亚溢流玄武岩喷发是大气 CO 2 浓度增加的原因（见图 1-2 ）。在过去的 20 年中，研究人员搜集了有关古新世—始新世（ 5500 万年前）最热现象（ PETM ）的数据。在 PETM 期间，地球的表面温度在 1 万年的时间里上升了 9 ℃ ，而这一事件的起始温度要高于地球目前的气温。地球的温度在这一较高水平上一直持续了近 10 万年。在 PETM 期间，大气中的气体浓度上升了约 700 ppm （百万分之一），即从 1000 ppm 升至 1700 ppm ——这比现今的 385 ppm 高出了 4 倍之多。据估计，温室气体的大量灌入形成了这一气温峰值。然而一项新的分析结果似乎并不能完全支持这一假设。研究人员模拟了在 PETM 期间，大气的灵敏度增加到翻一番的二氧化碳水平—— 2000 ppm ，地球温度会发生何种变化。最终的结果显示，这些二氧化碳最高可以使温度升高 3.5 ℃ 。这就意味着还有一些其他的因素使地球的温度升高了 5.5 ℃ 。这一无法解释的变暖现象使人们对究竟是什么导致了重大且快速的气候变化的认知存在着一个缺口：二氧化碳不是造成古气候峰值唯一原因。事实上， 5500 万年前的温度峰值与北大西洋边缘的巨大火成区同时出现，后者喷出的熔岩为哥伦比亚溢流玄武岩体积的 3 倍多。 1000km 3 熔岩要释放 1.6 × 10 13 kg 的 CO 2 ， 3 × 10 12 kg 的硫和 3 × 10 10 kg 的卤素。一个巨大火成区的累积过程要发生上千次这样的喷发，它使现代人类造成的污染物产生的影响相形见绌。 120Ma 前海底热幔柱喷发形成翁通爪哇海台的体积为 36 × 10 6 km 3 ， 15 Ma 前发生的哥伦比亚溢流玄武岩体积为 1.3 × 10 6 km 3 ，释放的 CO 2 分别为 5.8 × 10 17 kg 和 2.1 × 10 16 kg 。图 3 中可以看到，巨大火成区大部分处于海洋及其边缘，喷发物被海水过滤，减少火山灰降温作用，增强温室气体增温作用。海洋被加热，释放大量温室气体，两种因素都导致气温升高。图 3 全球巨大火成区 Fig 3Global large igneous provinces Engel and Engel 给出了 6 亿年以来北美火山喷发曲线（见图 4 ）， Larson 给出了 1.5 亿年以来全球地磁、洋壳产量、古温度、古海平面、黑色页岩的异常变化，与图 1-2 的变化趋势基本一致。图 4 北美火山活动曲线（据 Engel and Engel, 1964 ） Fig. 4 The cure of volcanic activity in North America （ after Engel and Engel, 1964 ）在过去 4.5 亿年中地球旋转速率、地磁轴视极移、洋脊的活动、海平面和气候变化有伴随出现的现象。地球旋转加速时期主要对应了正极性时期，而旋转减慢时期主要对应了负极性时期，前者如志留纪至早泥盆纪和中生代，这阶段由于地球旋转速度加快，使地磁极具正极性、洋脊活动增强、全球性海侵和古气候变暖。自晚泥盆纪至二叠纪和新生代，是地球旋转速度减慢时期，表现为负极性为主、洋脊活动减弱、全球性海退、气候剧烈变化和出现大冰期。这些资料表明，在几亿年时间尺度上，各种地质旋回有一定程度的相关性存在，与地球自转速度变化相对应。叶淑华院士指出，在距今 0.65-1.4 亿年前的白垩纪，地磁场突然倒转，岩浆活动非常剧烈；大气温度比现在高 18 ℃ 左右；海平面比现在约高 150 米；地球的自转变快；古生物大量灭绝；大气中 CO 2 的含量十倍于现在；陨石增多。在此期间，地球自转速度处于峰值。相反， 437Ma 的奥陶志留纪大冰期和 437Ma 的石炭二叠纪大冰期对应地球自转速度低谷。巨大火成区来自核幔边界地幔柱的猛烈喷发，核幔边界地幔柱喷发的能量又来自何处？理论模型研究和实际测量表明，地球内核自转较快，地壳和地幔自转较慢，形成地球内外圈层的差异旋转，核幔边界不仅是热交换边界，而且是圈层角动量交换的边界。最强的太阳辐射加强圈层角动量交换，使地壳和地幔自转变快，内核自转变慢，部分动能转化为热能积累在核幔边界。这是地球自转加速对应大规模地幔柱喷发的原因。化石种类数据的小波分析显示存在大约 62Ma 和 140Ma 两个明显周期。这表明地表周期与地球深部周期的一致性。这些新的结果指出，各种地质过程的一致性可能是与深部地幔的活动变化相关的。银河年 280Ma 周期在地球大冰期和温暖期转换周期、地球自转长期变化周期、火山喷发长周期、陆海变动周期、造山作用周期、地磁极性变化长周期都有明显的表现。 280Ma 周期是 140Ma 周期的倍数周期，是 140Ma 周期受控于银河年周期的证据，最可能的因素是太阳辐射强度的变化。太阳风和太阳辐射量的变化可以压缩地球磁场，增强或减弱核幔角动量交换，对核幔边界的地幔柱活动有控制作用（图 4 ）。图 5 太阳辐射变化、核幔角动量交换和气候变化的关系 Fig.5 Relation among solar radiation, core-mantleangular momentum and climate change 巨大火成岩省形成时释放的 CO 2 是导致全球变暖的重要原因，但是，导致全球变暖的巨大火成岩省有多种作用，温室效应只是其中的一种。使海洋底层水增温，这是巨大火成岩省无可替代的致暖作用。巨大火成岩省的海台和洋壳产量在白垩纪是最高的，洋壳产量的最高速度为 37×10 6 km 3 /Ma （目前的洋壳产量为 17×10 6 km 3 /Ma ），对海洋温度的提高贡献最大。存储在海洋中的碳只要释放 2 % ，就将使大气中的 CO 2 含量增加一倍。海洋是 CO 2 的储库。在 1 个大气压下，海水温度从 0 ℃ 升高为 25 ℃ ，每克海水可释放约 1 cm 3 体积的 CO 2 ，释放量与残留量的比值约为 1 ： 1 。目前全球海洋溶解的 CO 2 是大气中 CO 2 的 13 倍，以此比例，海水升温 25 ℃ ，大气中 CO 2 的含量应该增加到现在的 6.5 倍，这表明白垩纪海洋增温释放的 CO 2 是大气 CO 2 浓度增高的主要来源。 4 讨论和结论火山喷发出的火山灰能够遮蔽阳光，具有致冷作用；火山喷出的温室气体—— CO 2 和水汽具有致热作用。特别值得指出的是，海底火山喷发经过海水过滤，不仅能释放出海洋中的温室气体，而且能使大气和海洋同时增温。温室效应只有增温效应，模拟计算表明，二氧化碳不是造成古气候峰值唯一原因。近一亿年间海洋底层水冷却了摄氏 15 ℃ ，大气冷却了 10-15 ℃ ，而第四纪冰期到来之时，海洋底层水温度为 0 ℃ ，目前为 2 ℃ 。这表明全球温暖期对应海洋底层水的高温期，全球大冰期对应海洋底层水低温期，海洋底层水是地球储存 “ 冷能 ” 的仓库。新洋壳生成和海底火山活动引发的海温升高和海水中 CO 2 释放在全球气候变化中的作用不容忽视，这是人为温室效应所不能达到的。大陆分散在赤道产生极热气候，大陆集中在两极会形成极冷气候。石炭二叠纪大冰期时大陆集中在南极，第四纪大冰期时大陆向北极附近集中。陆海分布影响全球气候。德雷克海峡通道的打通是在始新世和渐新世完成的，是气候变冷的主要原因。忽略陆海分布、构造运动、地核能量积累、海底火山活动和洋壳产量对海温变化的影响，简单地以大气温室气体浓度来判定全球气温变化将产生巨大的误差。温室效应仅仅是导致全球变暖的一种因素，海洋底层温度变化是大气温度变化的可靠前兆。研究表明，全球温暖期对应海洋底层水的高温期，全球大冰期对应海洋底层水低温期，海洋底层水是地球储存 “ 冷能 ” 的仓库，如果海洋底层水温度没有提高到一亿年前的水平，全球就不会重现中生代白垩纪的高温期，强潮汐和强震会不断用海底冷水来冷却大气，使气候变冷。海洋底层温度变化是全球气候变化的晴雨表，地球内部能量释放、海水温度和全球气候的相关性，使我们有可能通过海底温度的变化预测全球气候长期变化。参考文献 1. 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是偶然还是必然-恐龙灭绝原因新探: 热度 22 lxu2800 2015-12-18 09:47; 是偶然还是必然-恐龙灭绝原因新探恐龙曾经长期称霸横行在地球上，6千6百万年前它们突然被灭绝的原因是当时有一颗小行星撞击地球，这基本已成定论。当然各种质疑一直没有停过，也不可能会停。研究者总想知道是否还有其它因素导致恐龙最后的灭绝，也有人怀疑恐龙这个物种已经走上了穷途末路，小行星的撞击只不过是压垮它们的最后一根稻草。但最新的有关研究对这些问题有了一种全新的回答，研究结果表明，恐龙实在是太倒霉了，只要这颗小行星早到一点或晚来一刻，它们完全有可能从这场灾难中走出来并繁洐生息至今天。为了弄清恐龙灭亡前夕其种群的生态学变化，科学家使用形态差异特征值来分析恐龙的生态多样化。形态差异特征值实则上是生物多样化的解剖学测试值，它是生物体大小尺寸、形状和其它解剖描述的量化后的综合数值。一个生物物种的多样化不仅取决于它们拥有不同种群（species）的总数，更决定于形态差异特征值的大小。科学家决定用这个特征值来分析白垩纪末期恐龙的生态多样化。研究发现在小行星撞击地球前的10-15（百万年）期间，大部分的恐龙种群的形态差异特征值是相对穏定的，这其中包括食肉类兽脚类恐龙（theropods），蜥脚类恐龙（sauropods）以及中小型食草类恐龙（例如肿头恐龙 pachycephalosaurs）。但是有两个恐龙亚种的多样化却在急剧下降，它们分别是三角龙（triceratops）和鸭嘴龙（duck-billed dinosaurs) 。这两种恐龙均是大型食草类恐龙，它们消耗地面上大量的植被。如果有幸生活在66（百万年）前，在地面上看到最多的就是这两种食草恐龙，它们就是白垩纪时期的奶牛，是生态食物链的最重要一环，没有了它们食肉恐龙的日子真难过。就在这个研究结果发表同时，另一组英国大学和英国自然博物馆合作的研究小组从不同的视角分析研究恐龙灭绝事件。他们的研究发现在小行星撞击地球时，恐龙作为一个整体其种群数量（species）仍是多样化的，但是三角龙和鸭嘴龙的种群数量在下降。这两个科学家小组的研究结果是互补和一致的。 P1）接近6千6百万年时，无论是全球或北美地区的恐龙总体多样化是正常的，但食草类恐龙多样化有严重问题，见自右往左的第二、第三列。大型食草类恐龙种群多样性和形态差异特征值的降低究竟是如何影响整个恐龙的生态呢？芝加哥大学的一个小组用计算机建立了白垩纪恐龙的食物链关系网，然后以数值模似来判断在缺失某些种群后恐龙生态的穏定性。模拟结果指出恐龙在78-75（百万年）前的食物链关系网是穏定而且坚固的，但到了71.6-66（百万年）时由于大型食草类恐龙的缺失，整个恐龙的食物链关系网变得异常脆弱（详见下图）。 P2）左边是穏定坚固的食物链网络结构，78-75（百万年）右边是缺失食草类恐龙后脆弱食物链网络结构，71.6-6（百万年）对恐龙来说，这颗撞击地球的小行星来得可真不是时候。如果小行星早来几百万年，有着丰富多样化种群的恐龙极有可能熬过小行星的撞击灾难并生存下来。而如果小行星晚到几百万年，食草恐龙种群的多样化又可能丰富起来，这在恐龙一亿多年漫长的进化过程中实属常事，那么恐龙就能从灾难中挺过来一直生活到今天。恐龙的灭绝即非必然，小行星撞击地球也非压垮恐龙的最后一根稻草，这完全是偶然中的偶然，是一颗小行星在错误的时间出现在了错误的地方。由此也可见生物的进化方向是完全无序隨机的。不早不晚，偏偏在6千6百万年一头撞击在墨西哥的那颗小行星无疑是恐龙家族的丧门星，但它却是哺乳类动物的福星。恐龙横行霸道在地球上的漫长岁月里，哺乳类动物在它们的阴影下生活了至少有1亿年。那时的哺乳类动物整天里是狐奔鼠窜，惶惶不可终日。恐龙的灭绝为哺乳类的发展扫清了道路，几乎是一瞬间，哺乳类动物开始了体型的大幅增长和进食来源和行为模式的多样化，进而导致了智人的出现。没有那颗小行星在关键时刻的一击，绝对轮不到我们人类在这颗星球上称王称霸的，可能我们今天还不会出现在地球上。历史的教训值得注意，恐龙的灭绝也为我们敲响了警钟。恐龙-这个白垩纪末期雄步全球的物种，竟然在意外的天災中被彻底亡种灭族。要知道恐龙在这颗星球上足足横行了1亿6千万年，仅仅因为物种内部多元化的一小点的缺失，在外来小行星撞击地球的意外中，忽喇喇似大厦倾，一瞬间灰飞烟灭。反观在同一颗星球上非常自以为是的人类仅仅存在了几十万年，却丧心病狂地破坏环境，导致生物物种正以百倍千倍的速度消失，这颗星球上的生物圈扺抗天灾人祸的能力已经十分脆弱危在旦夕。真心希望我们能在恐龙的经历中学到一点什么。文章写到这里忽然觉得恐龙的命运似乎与大明王朝的崩溃有着某种相似之处，我由不得再多说上几句。进入十七世纪的明王朝财政紊乱、内外交困，自明宣宗后很少皇帝能专注于国事，文官集团结党营私，政斗吵闹之中却无一定的目标，也就不能自辞其咎。但纵观历史，又有哪一个朝代没有这些问题？像明朝这样一个拥有1亿5千万人口，对外贸易长期出超的王朝竟然被北方不足百万人口的满州人征服的悲剧真是难以置信。其实背后的逻辑与恐龙的灭绝极为相似。一个千年难遇的“小冰河期 ”恰恰开始于明朝的那位玩世不恭的万历皇帝执政期间，于是乎明王朝灭亡的命运已被注定，再有十个袁崇焕也挽救不了。万历帝的孫子崇祯帝在王朝崩溃的前夜悲叹道：“吾非亡国之君”，这句话也不全错，怪只怪“小冰河期”恰恰发生在万历年间！那一刻中华民族无可奈何地步入了命运的最低谷。文献资料： http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/brv.12128/full 有关生物种群多样花的另一篇博文 “写在枇杷花开时” 小行星撞击地球假说的最有力的证据来自在K-T（白垩纪和古近纪）地质界线上发现的铱异常和冲击石英。科学家推测，这种高含量的铱元素就是哪颗撞击地球的小行星带来的，冲击石英就是在撞击过程中形成的。这层岩石被地质学家称为K-T边界（K-T boundary），意思是白垩纪-第三纪界限的标记线。下层岩石中含有丰富的恐龙化石，但在K-T边界以上，恐龙消失了，消失的时间与小行星撞击地球时刻高度一致。研究人员还在中美洲犹加敦半岛的地层中找到了小行星撞击地球的大坑。据推算，这个坑的直径在180公里到300公里之间。严格地说，会飞行的恐龙逃过了一劫。自从20世纪70年代以来，许多研究指出现代鸟类极可能是兽脚亚目恐爪龙类恐龙的直系后代。大部分科学家视鸟类为唯一幸存发展至今的恐龙，而少数科学家甚至主张它们应该分类于同一纲之内。 6千6百万年前大型食草类恐龙（主要是三角龙和鸭嘴龙）多样性缺失的原因还不清楚，它可能与当时短期的海平面降低导致可供食物的陸地面积大幅变化有关。明朝所遭遇的“小冰河期”（Little Ice Age）的冬天非常寒冷，尤其是末期的1580-1644最为寒冷，在一千年里是最冷的，在一万年里也是第二位的，在一百万年里也能排进6-7位，是相当寒冷的，可以说人类进入文明时期以来，这是最寒冷的时期。明朝小冰河时期极度寒冷的气候导致粮食产量骤然下降，这对于一个人口庞大的帝国来说是致命的打击。北方的酷寒使降雨区域普遍南移，这导致了明朝全国各地几乎连年遭灾。先秦晋，后河洛，继之齐、鲁、吴越、荆楚、三辅，并出现全国性的大旱灾。同时大灾之后的瘟疫也开始蔓延，波及华北数省的鼠疫起先在山西爆发，一直蔓延到了京畿地区。需要提醒的是，“小冰河期”引起的连年灾荒也是造成北方游牧民族自相残杀、并拼命南下抢劫的一个重要原因。图注：秦汉以来中国气候变化图，中科院地理所《地球科学进展》制图; 个人分类: 科普集锦|11170 次阅读|40 个评论

火山活动双重作用的证据：火山令地球变暖杀死海底生物: 杨学祥 2015-1-24 15:19; 火山活动双重作用的证据：火山令地球变暖杀死海底生物 ——火山喷发早于小行星撞击致两次地球物种大灭绝杨冬红 1,2 , 杨学祥 3 1 吉林大学古生物学与地层学研究中心 , 长春 130026 2 吉林大学东北亚生物演化与环境教育部重点实验室 , 长春 130026 3 吉林大学地球探测科学与技术学院 , 长春 130026 摘要大多数学者认为， 15-18 世纪的小冰期是由太阳辐射减弱或火山喷发单一作用或共同作用引起，火山灰中含有大量悬浮颗粒，阻碍了太阳辐射抵达地球表面。最近研究表明，小冰期从 13 世纪开始，源于公元 1275 年和 1300 年之间的 4 次火山喷发。在过去的 450 年，最近研究发现了火山喷发与大气和海洋低温的联系，短期的变冷时代从 13 世纪到 18 世纪，大气和海洋系统被火山喷发所控制。但是，发生在古老世纪白垩纪的长期变暖时代，发生了最强烈的海底火山喷发，喷发物中的火山灰被海水过滤，连同海洋增温所释放出的温室气体阻止热辐射返回太空，使地球气候变暖。火山喷发具有双重效应：致冷和致暖。最新研究表明，恐龙灭绝前，地球就已发生过一次由火山爆发造成的物种灭绝事件。这些火山令地球变暖，杀死海底生物。关键词火山，双重作用，中生代，小冰期，生物灭绝闫洁在 2015 年 1 月 1 日指出，一项长期存在且愈发激烈的科学争论，关注的便是几乎在同一时间发生的灾难性灭绝。不过，时至今日，这个崎岖的地带对于该争论来说仍是一处“零地带”。一方认为，当时德干高原的火山活动喷出了足够的二氧化碳，致使全球温度骤升。同时，硫磺气体将海洋变酸，为四分之三的地球生命形态包括非鸟翼类恐龙带来致命性的后果。另一方阵营则在过去的几十年中占据支配地位，将当时的生物灭绝归因于单一的“杀手”—— 一颗小行星的影响。 2015 年 1 月 24 日中网资讯综合报道，据国外媒体报道，普遍观点认为，一颗小行星 6500 万年前撞击地球，终结了“恐龙时代”，致使哺乳动物出现。但一项最新研究描绘了另一幅画面。美国华盛顿大学研究人员认为，恐龙灭绝前，地球就已发生过一次由火山爆发造成的物种灭绝事件。这些火山令地球变暖，杀死海底生物。我们在 1999 年提出，现代火山活动有明显致冷的记录。短周期的对应关系是：小冰期对应强火山活动，小气候最适期对应弱火山活动。但是，火山长周期的对应关系却是：火山活动峰值与全球无冰期对应，而谷值与大冰期对应。 1 火山喷发在小冰期中的致冷作用 1816 年，全球性的低温袭击了从欧洲、美洲甚至中国，北半球平均气温下降了 0.4-0.7 ℃ ，与道尔顿极小期有关，此前的蒙德极小期造成北半球持续 70 年的连续低温。但是，造成 1816 年寒冷现象的更直接原因是 1815 年坦博拉火山喷发， 1809 年也发生了火山喷发。在此期间还有两次火山爆发，分别发生在 1812 年的加勒比海地区和 1814 年的菲律宾。从15至17世纪的200余年小冰期时期，世界上强震很多，其它自然灾害（如瘟疫流行）也很集中，这正是太阳黑子的蒙德极小值期。人们往往把太阳黑子延长极小期当作小冰期气候产生的原因。进一步的研究表明，火山活动对小冰期有重要影响。小冰期对应强火山活动，小气候最适期对应弱火山活动。因为火山灰和二氧化硫等火山喷发物到达平流层后，较小的气溶胶可在数月内传播到全球，并可在平流层内持续漂浮 1-3 年，使太阳直接辐射减弱，造成大气降温。太阳活动和火山活动是小冰期气候变化的主要因素，下一个太阳黑子延长极小期已经到来。研究表明，全球强火山活动存在显著的 88 年左右和 100 年左右世纪尺度周期循环，还存在 33 年左右年代际尺度周期循环以及与太阳活动相联系的准 11 年周期。火山活动是地球气候异常变化十分重要的影响因子，特别是 WEI5 级以上的强火山活动，其影响是全球性的。现代火山活动有明显致冷的记录：小冰期对应强火山活动，小气候最适期对应弱火山活动。因为火山灰和二氧化硫等火山喷发物到达平流层后，较小的气溶胶可在数月内传播到全球，并可在平流层内持续漂浮 1~3 年，使太阳直接辐射减弱，造成大气降温。最新研究认为，地球小冰期始于 13 世纪后期，可能从 1275 年至 1300 年间就开始了，在大约 50 年时间里，热带地区相继发生了 4 次大规模火山爆发。由于喷出的火山灰中含有大量悬浮颗粒，阻碍了太阳辐射抵达地球表面，北半球在相对很短的时期内不断遭遇“降温”，这种累积效应使北半球突然进入冰期。 1430 年到 1450 年，也发生了一轮大规模火山喷发，其中包括瓦努阿图的火山，导致几个世纪的寒冷时期“小冰期”的到来。 2 火山喷发导致中生代温暖期火山活动的短期致冷作用是无可置疑的，但是，火山长周期的对应关系却是：火山活动峰值与全球无冰期对应，而谷值与大冰期对应，地球内能的周期性释放影响全球气候。海底火山喷发不仅喷出大量的温室气体，而且加热了底层海水，消除了使全球气候变冷的“冷源”，使海水中的 CO 2 大量释放，这是白垩纪发生最强的全球变暖的原因。相反，伴随火山喷发的减弱，全球变暖规模逐渐减弱，海洋地层水温度不断降低，这是人为释放温室气体所不能替代的。巨大火成岩省形成时释放的 CO 2 是导致全球变暖的重要原因，但是导致全球变暖的巨大火成岩省有多种作用，温室效应只是其中的一种。使海洋底层水增温，这是巨大火成岩省无可替代的致暖作用。巨大火成岩省的海台和洋壳产量在白垩纪是最高的，洋壳产量的最高速度为 37×10 6 km 3 /Ma （目前的洋壳产量为 17×10 6 km 3 /Ma ），对海洋温度的提高贡献最大。存储在海洋中的碳只要释放 2 % ，就将使大气中的 CO 2 含量增加一倍。海洋是 CO 2 的储库。在 1 个大气压下，海水温度从 0 ℃ 升高为 25 ℃ ，每克海水可释放约 1 cm 3 体积的 CO 2 ，释放量与残留量的比值约为 1 ： 1 。目前全球海洋溶解的 CO 2 是大气中 CO 2 的 13 倍，以此比例，海水升温 25 ℃ ，大气中 CO 2 的含量应该增加到现在的 6.5 倍，这表明白垩纪海洋增温释放的 CO 2 是大气 CO 2 浓度增高的主要来源，对应于当时间海洋底层水高于现在 15 ℃ ，大气高于现在 10-15 ℃ 。新洋壳生成和海底火山活动引发的海温升高和海水中 CO 2 释放在全球气候变化中的作用不容忽视，这是人为温室效应所不能达到的，因此，这一重要作用值得深入研究。详细论述可见参考文献，有关博文的网址如下： http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-291543.html http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-611991.html http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-855772.html 一项最新研究显示，在小行星撞击地球前，由于受到现在位于印度的德干高原的巨大火山爆发的影响，以蛤蚌和蜗牛为主的海底生物就已灭亡。而科学家以前认为，一颗直径至少 6 英里 ( 约合 9.6 公里 ) 的小行星撞到墨西哥尤卡坦半岛上，造成众所周知的恐龙灭绝事件。　　华盛顿大学地球与空间科学博士生托马斯 - 托宾表示：“这些火山爆发比小行星撞击地球事件早二三十万年，它们可能持续了 10 万年。”在由火山爆发造成的第一次物种灭绝中，海底的主要生物灭亡。在后来由小行星撞击地球造成的第二次物种灭绝中，许多不会游泳的物种被杀死。这些火山爆发使大气充满一开始冷却地球的细微颗粒或悬浮微粒。但更重要的是，这些火山爆发释放出二氧化碳和其他温室气体，致使地球长期变暖，造成两次大规模物种灭绝中的第一灭绝事件。托宾表示：“这些悬浮微粒在 1 到 10 年的时间范围内十分活跃，但二氧化碳的影响却持续数百到数万年。在第一次物种灭绝事件中许多生物灭亡，但今天你可在海滩附近发现并辨别它们。” 最新研究为火山双重作用的观点提供了最新证据。参考文献杨学祥 , 陈殿友 . 火山活动与天文周期 . 地质论评 , 1999, 45( 增刊 ): 33-42. 杨学祥. 对冰期和小冰期气候变化因素的探讨. 自然杂志. 2000 , 22 （ 6 ）： 358~362. 杨冬红 , 杨学祥 . 地球自转速度变化规律的研究和计算模型 . 地球物理学进展 , 2013 ， 28 （ 1 ）： 58-70 。杨冬红，杨学祥 . 全球气候变化的成因初探 . 地球物理学进展 . 2013, 28(4): 1666-1677. 相关报道：两次地球物种大灭绝：火山喷发早于小行星撞击来源：中网资讯综合时间： 2015-01-24 10:55:37 第一次物种灭绝：一座海底火山 2009 年在汤加附近爆发。这或许暗示了 6500 万年前地球发生的第一次物种灭绝事件。第二次物种灭绝：一位艺术家的构想图展示了这颗直径 6 英里 ( 约合 9.6 公里 ) 小行星猛撞到地球上的情景。科学家称，这杀死地面上的大部分生物。托宾把这块大菊石化石附近的沙子清理干净。 2009 年他在南极洲詹姆斯 - 罗斯岛上发现这块罕见化石。托宾 2009 年在南极洲詹姆斯 - 罗斯岛上发现一块大菊石化石。照片显示，这位科学家正在清理化石周围的沙子。　　据国外媒体报道，普遍观点认为，一颗小行星 6500 万年前撞击地球，终结了“恐龙时代”，致使哺乳动物出现。但一项最新研究描绘了另一幅画面。美国华盛顿大学研究人员认为，恐龙灭绝前，地球就已发生过一次由火山爆发造成的物种灭绝事件。这些火山令地球变暖，杀死海底生物。　　这项研究显示，在小行星撞击地球前，由于受到现在位于印度的德干高原的巨大火山爆发的影响，以蛤蚌和蜗牛为主的海底生物就已灭亡。而科学家以前认为，一颗直径至少 6 英里 ( 约合 9.6 公里 ) 的小行星撞到墨西哥尤卡坦半岛上，造成众所周知的恐龙灭绝事件。　　华盛顿大学地球与空间科学博士生托马斯 - 托宾表示：“这些火山爆发比小行星撞击地球事件早二三十万年，它们可能持续了 10 万年。”在由火山爆发造成的第一次物种灭绝中，海底的主要生物灭亡。在后来由小行星撞击地球造成的第二次物种灭绝中，许多不会游泳的物种被杀死。　　这些火山爆发使大气充满一开始冷却地球的细微颗粒或悬浮微粒。但更重要的是，这些火山爆发释放出二氧化碳和其他温室气体，致使地球长期变暖，造成两次大规模物种灭绝中的第一灭绝事件。托宾表示：“这些悬浮微粒在 1 到 10 年的时间范围内十分活跃，但二氧化碳的影响却持续数百到数万年。在第一次物种灭绝事件中许多生物灭亡，但今天你可在海滩附近发现并辨别它们。” 　　科学家在南极半岛附近西摩尔岛一个富含化石的地区进行深入研究。《古地理学、古气候学与古生态学》杂志刊登的一篇论文记录下他们的研究结果。托宾正是这篇论文的第一作者。这个特殊地区拥有非常厚的沉积物。考虑到时间间隔，这里可能含有比美国蒙大拿州地狱溪地层多 10 倍的沉积物。托宾指出，这意味着科学家可获得更多细节去判断那时发生什么事。　　这些研究人员从南极洲沉积物的岩石和化石中取样，用一种名为磁性地层的方法，了解随着时间推移地球磁场的变化，去判断化石沉积的时间。沉积物越厚，科学家测定的时间就越准确。托宾说：“我认为，我们从该地区获得的证据暗示了两次独立的大规模物种灭绝事件，还证明了地球变暖。” 　　现在还没有直接证据表明第一次物种灭绝对第二次灭绝造成任何影响，但托宾认为从第一次物种灭绝事件中幸存下来的生物可能受到很大连累，于是不能从小行星撞击地球所产生的长期环境影响中活下来。他说：“在我看来，它们好像不大可能是两个完全独立的物种灭绝事件。” 作者：佚名责任编辑： yaoqun http://www.cnwnews.com/html/soceity/cn_shqw/20150124/688384.html http://www.uua.cn/show-11-4907-1.html 作者：闫洁来源：中国科学报发布时间： 2015/1/1 9:50:00 恐龙之死：小行星或非全责新证据指向印度德干高原火山作用假说 Gerta Keller 的最新发现将她从研究的边缘拉回到前沿。图片来源： PETER MURPHY 越来越多的科学家在白垩纪第三纪灭绝事件上支持“组合拳”的提法，即德干火山作用让很多物种失去活动能力甚至灭绝，随后希克苏鲁伯火流星到来，给了这些生物最后一击。在印度西南部，一处名为 Sinhagad 堡垒的废墟矗立在德干高原的断崖上。放眼望去，赭石色调的火山山脊一览无余。假若将时钟倒回至约 6600 万年前，这个可登高望远的地方正是人间地狱。当时，印度还是一个半岛，并且跨越留尼汪岛的潜在危险地区：一处岩浆喷泉从地下深处喷涌而出；在地球历史上最大规模的一次火山活动中，在 75 万年的时间里，岩浆淹没了一处和蒙古国面积相当的地方。一项长期存在且愈发激烈的科学争论，关注的便是几乎在同一时间发生的灾难性灭绝。不过，时至今日，这个崎岖的地带对于该争论来说仍是一处“零地带”。一方认为，当时德干高原的火山活动喷出了足够的二氧化碳，致使全球温度骤升。同时，硫磺气体将海洋变酸，为四分之三的地球生命形态包括非鸟翼类恐龙带来致命性的后果。另一方阵营则在过去的几十年中占据支配地位，将当时的生物灭绝归因于单一的“杀手”—— 一颗小行星的影响。拯救火山作用假说近日，在《科学》杂志网络版上，支持火山作用的一方获得重大推进。对于该争论中最具争议性的人物之一、美国普林斯顿大学古生物学家 Gerta Keller 而言，情况亦是如此。在该论文中，她和同事报道了德干高原火山活动各主要阶段的精确日期。与那些认为岩浆倾泻发生得过早，因此并未在生物灭绝过程中发挥作用的观点相反，他们提出当时的火山作用贯穿了白垩纪第三纪灭绝事件。这些最新发现可以看作是拯救火山作用假说的最新举措。该观点在 1991 年淡出。当时，研究人员在尤卡坦半岛确认了来自 300 公里宽的希克苏鲁伯陨石坑的残留物。这是一颗 10 公里宽的小行星或彗星在白垩纪结束前的 3.2 万年间同地球相撞时留下的“伤疤”。从那以后，日益增加的证据暗示，小行星或许并不是当时生物灭绝的唯一杀手。在地质编录记载的 12 次被称为玄武岩流的大规模岩浆流中，有 4 次直接早于大规模生物灭绝事件。很多古生物学家认为，在希克苏鲁伯撞击事件为白垩纪谢幕之前，很多物种已经灭绝，或者数量出现骤减。“钟摆似乎倒向了火山作用假说。”来自伯克利地质年代中心的 Paul Renne 表示。如今，越来越多的科学家在白垩纪第三纪灭绝事件上支持“组合拳”的提法，即德干火山作用让很多物种失去活动能力甚至灭绝，随后希克苏鲁伯火流星到来，给了这些生物最后一击。“这篇新论文无意削弱希克苏鲁伯撞击事件所起的作用。”中科院南京地质古生物研究所古生物学家 Shen Shuzhong 表示，但就目前来看，“很难否认”德干火山作用和生物大灭绝之前的联系。或许很难，但并非不可能。支持希克苏鲁伯撞击事件的核心人物否认火山活动起到过任何作用，并且不为新发现所动。“问题的关键在于德干高原真的是大灭绝中的一个影响因素吗？我认为不是。”加拿大卡尔加里大学地质学家 Alan Hildebrand 说，“我所看到的是人们在千方百计地寻找一些并不符合希克苏鲁伯撞击事件假说的证据。” 固执的古生物学家让这场论战一直不停息的正是 Keller 。“我可能是有点固执。” Keller 说，但很多沉默的人知道我是对的。现年 69 岁的 Keller 在瑞士一家奶牛场长大，有 11 个兄弟姐妹。 1964 年，由于极度贫苦，同时感到自己待在家中没有未来，她开始了几个月的徒步旅行并在澳大利亚落脚。几年后， Keller 前往美国，并在 1978 年获得斯坦福大学古生物与地质学博士学位。当时，地球科学正处于一个令人兴奋的时刻。 1980 年， Luis 和 Walter Alvarez 这对父子兵以及两位同事在《科学》杂志上发表了一篇具有标志性意义的论文，提出了行星原因导致白垩纪第三纪灭绝事件的观点。他们给出的确凿证据是高含量的铱出现在此次灭绝事件留下的沉积物中。因为一些元素已在地球地壳中消失但在陨石中含量丰富，他们据此认为这些元素来自一颗同地球相撞后将富含铱的碎片抛向地球的小行星。这个在当时具有挑衅性的想法吸引了公众的注意力，但那些支持逐渐灭绝成因论如长期火山作用的科学家对此反应冷淡。很快，这场争论变成个人之间的论战。曾在 1968 年获得诺贝尔物理学奖的 Luis Alvarez 嘲笑古生物学家是“集邮者”。弗吉尼亚理工学院暨州立大学古生物学家 DeweyMcLean 则支持火山爆发导致白垩纪第三纪灭绝事件的说法。而 Renne 认为， Luis 并不是一个温和的人，“很多拥有不同观点的人都要受他摆布”。 1984 年，在搬到普林斯顿大学后， Keller 开始涉足这场纷争。她认为，海洋生物化石和一些其他指示生物同希克苏鲁伯撞击事件的理论并不相符。“数据显示，生物大灭绝并非瞬间发生。” 1988 年， Keller 同支持希克苏鲁伯撞击事件假说的阵营进行了首场论战。那是在犹他州举行的一场关于全球性灾难的研讨会上。当 Keller 开始发言时，“甚至连简介都没做完就被喊停”。她回忆说，任何敢轻易质疑希克苏鲁伯撞击事件假说的人，都会被告知“你根本不知道自己在做什么。所有的言论都是愚蠢和可笑的”。当时， Keller 正逐渐获得“顽固”的声誉。从边缘回到前沿作为上世纪 80 年代的研究生，受希克苏鲁伯撞击事件假说鼓舞的 Hildebrand 开始了寻找陨石坑的旅途。 1990 年，他听闻曾有地球物理学家为一家石油公司开展地质调查时，在尤卡坦半岛上的希克苏鲁伯村发现了一处埋于地下的巨大裂痕。随后， Hildebrand 同其中一位专家取得联系。他们从石油公司获得了岩芯样本，并发现了只有火流星撞击或原子弹爆炸才会形成的冲击石英和玻璃球体。于是，他们在尤卡坦半岛上分头出动，找到了地质灾害留下的地面岩层，包括位于铱含量丰富的地层之下的几米厚且分层规律的砂岩。一些研究人员提出，当火流星猛烈撞向海洋时，一场巨大的海啸将岩层推向此处。当海啸证据看上去势不可挡时， Keller 已作好了继续前行的准备。墨西哥研究人员帮她探明了该陨石坑中与白垩纪第三纪灭绝事件相关的岩层。在接下来的十年间， Keller 多次前往尤卡坦半岛，并提出很多非凡的观点。她和同事找到了微小水生生物的化石及其洞穴，认为因海啸产生的沉积岩实际上是在几千年的时间里形成的。随后， Keller 还提出，希克苏鲁伯撞击事件发生在白垩纪第三纪灭绝事件前的 30 万年间，而且其影响很短暂，不会触发生物灭绝。此后， Keller 、普林斯顿大学地质年代学家 Blair Schoene 和其他人加入对锆石的寻找队伍中。当锆石结晶时，会将铀原子困在其中，而这能把微小晶体变成持续几十亿年的精准“计时器”。放射性元素会衰变成处于半衰期的铅，因此这两种元素同位素的比率可反映晶体的形成时间。锆石在玄武岩中非常少见，但在爆发式火山喷发留下的富含硅的灰烬中很常见。 Schoene 团队发现这种被以往地质年代学家忽略的灰烬“镶嵌”在溢流玄武岩的岩层中。他们挑选的锆石使其得以作出结论：从白垩纪第三纪灭绝事件前推 25 万年，出现大规模火山爆发，并且持续了约 75 万年。下一步将精确分析这些火山爆发如何导致物种灭绝。目前， Keller 团队正在寻找白垩纪第三纪灭绝事件前的 50 万年间伴随德干火山爆发而来的海洋酸化证据。很多同行认为，此次最新发现将 Keller 从边缘拉回到前沿。她则笑着表示：“至少我不希望再遇到满怀敌意的对待。”（闫洁）《中国科学报》 (2015-01-01 第 3 版国际 ) http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2015/1/310562.shtm; 个人分类: 全球变化|2411 次阅读|0 个评论

恐龙之死：小行星撞击和德干火山作用: 热度 2 杨学祥 2015-1-2 04:42; 火山喷发的双重作用10-20全.doc 火山喷发的双重作用10-20全.doc 恐龙之死：小行星撞击和德干火山作用杨学祥，杨冬红越来越多的科学家在白垩纪第三纪灭绝事件上支持“组合拳”的提法，即德干火山作用让很多物种失去活动能力甚至灭绝，随后希克苏鲁伯火流星到来，给了这些生物最后一击。 http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2015/1/310562.shtm 现代火山活动有明显致冷的记录。短周期的对应关系是：小冰期对应强火山活动，小气候最适期对应弱火山活动。但是，火山长周期的对应关系却是：火山活动峰值与全球无冰期对应，而谷值与大冰期对应（见附件）。 http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-614565.html 普遍观点认为，一颗小行星 6500 万年前撞击地球，终结了“恐龙时代”，致使哺乳动物出现。但一项最新研究描绘了另一幅画面。美国华盛顿大学研究人员认为，恐龙灭绝前，地球就已发生过一次由火山爆发造成的物种灭绝事件。这些火山令地球变暖，杀死海底生物。 http://tech.sina.com.cn/d/2012-10-06/09197677462.shtml http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-611991.html 这场争论已持续很长时间，我们的相关论文已沉睡了 4 年之久（见附件）。相关报道：恐龙之死：小行星或非全责新证据指向印度德干高原火山作用假说作者：闫洁来源：中国科学报发布时间： 2015/1/1 9:50:00 Gerta Keller 的最新发现将她从研究的边缘拉回到前沿。图片来源： PETER MURPHY 越来越多的科学家在白垩纪第三纪灭绝事件上支持“组合拳”的提法，即德干火山作用让很多物种失去活动能力甚至灭绝，随后希克苏鲁伯火流星到来，给了这些生物最后一击。在印度西南部，一处名为 Sinhagad 堡垒的废墟矗立在德干高原的断崖上。放眼望去，赭石色调的火山山脊一览无余。假若将时钟倒回至约 6600 万年前，这个可登高望远的地方正是人间地狱。当时，印度还是一个半岛，并且跨越留尼汪岛的潜在危险地区：一处岩浆喷泉从地下深处喷涌而出；在地球历史上最大规模的一次火山活动中，在 75 万年的时间里，岩浆淹没了一处和蒙古国面积相当的地方。一项长期存在且愈发激烈的科学争论，关注的便是几乎在同一时间发生的灾难性灭绝。不过，时至今日，这个崎岖的地带对于该争论来说仍是一处“零地带”。一方认为，当时德干高原的火山活动喷出了足够的二氧化碳，致使全球温度骤升。同时，硫磺气体将海洋变酸，为四分之三的地球生命形态包括非鸟翼类恐龙带来致命性的后果。另一方阵营则在过去的几十年中占据支配地位，将当时的生物灭绝归因于单一的“杀手”—— 一颗小行星的影响。拯救火山作用假说近日，在《科学》杂志网络版上，支持火山作用的一方获得重大推进。对于该争论中最具争议性的人物之一、美国普林斯顿大学古生物学家 Gerta Keller 而言，情况亦是如此。在该论文中，她和同事报道了德干高原火山活动各主要阶段的精确日期。与那些认为岩浆倾泻发生得过早，因此并未在生物灭绝过程中发挥作用的观点相反，他们提出当时的火山作用贯穿了白垩纪第三纪灭绝事件。这些最新发现可以看作是拯救火山作用假说的最新举措。该观点在 1991 年淡出。当时，研究人员在尤卡坦半岛确认了来自 300 公里宽的希克苏鲁伯陨石坑的残留物。这是一颗 10 公里宽的小行星或彗星在白垩纪结束前的 3.2 万年间同地球相撞时留下的“伤疤”。从那以后，日益增加的证据暗示，小行星或许并不是当时生物灭绝的唯一杀手。在地质编录记载的 12 次被称为玄武岩流的大规模岩浆流中，有 4 次直接早于大规模生物灭绝事件。很多古生物学家认为，在希克苏鲁伯撞击事件为白垩纪谢幕之前，很多物种已经灭绝，或者数量出现骤减。“钟摆似乎倒向了火山作用假说。”来自伯克利地质年代中心的 Paul Renne 表示。如今，越来越多的科学家在白垩纪第三纪灭绝事件上支持“组合拳”的提法，即德干火山作用让很多物种失去活动能力甚至灭绝，随后希克苏鲁伯火流星到来，给了这些生物最后一击。“这篇新论文无意削弱希克苏鲁伯撞击事件所起的作用。”中科院南京地质古生物研究所古生物学家 Shen Shuzhong 表示，但就目前来看，“很难否认”德干火山作用和生物大灭绝之前的联系。或许很难，但并非不可能。支持希克苏鲁伯撞击事件的核心人物否认火山活动起到过任何作用，并且不为新发现所动。“问题的关键在于德干高原真的是大灭绝中的一个影响因素吗？我认为不是。”加拿大卡尔加里大学地质学家 Alan Hildebrand 说，“我所看到的是人们在千方百计地寻找一些并不符合希克苏鲁伯撞击事件假说的证据。” 固执的古生物学家让这场论战一直不停息的正是 Keller 。“我可能是有点固执。” Keller 说，但很多沉默的人知道我是对的。现年 69 岁的 Keller 在瑞士一家奶牛场长大，有 11 个兄弟姐妹。 1964 年，由于极度贫苦，同时感到自己待在家中没有未来，她开始了几个月的徒步旅行并在澳大利亚落脚。几年后， Keller 前往美国，并在 1978 年获得斯坦福大学古生物与地质学博士学位。当时，地球科学正处于一个令人兴奋的时刻。 1980 年， Luis 和 Walter Alvarez 这对父子兵以及两位同事在《科学》杂志上发表了一篇具有标志性意义的论文，提出了行星原因导致白垩纪第三纪灭绝事件的观点。他们给出的确凿证据是高含量的铱出现在此次灭绝事件留下的沉积物中。因为一些元素已在地球地壳中消失但在陨石中含量丰富，他们据此认为这些元素来自一颗同地球相撞后将富含铱的碎片抛向地球的小行星。这个在当时具有挑衅性的想法吸引了公众的注意力，但那些支持逐渐灭绝成因论如长期火山作用的科学家对此反应冷淡。很快，这场争论变成个人之间的论战。曾在 1968 年获得诺贝尔物理学奖的 Luis Alvarez 嘲笑古生物学家是“集邮者”。弗吉尼亚理工学院暨州立大学古生物学家 DeweyMcLean 则支持火山爆发导致白垩纪第三纪灭绝事件的说法。而 Renne 认为， Luis 并不是一个温和的人，“很多拥有不同观点的人都要受他摆布”。 1984 年，在搬到普林斯顿大学后， Keller 开始涉足这场纷争。她认为，海洋生物化石和一些其他指示生物同希克苏鲁伯撞击事件的理论并不相符。“数据显示，生物大灭绝并非瞬间发生。” 1988 年， Keller 同支持希克苏鲁伯撞击事件假说的阵营进行了首场论战。那是在犹他州举行的一场关于全球性灾难的研讨会上。当 Keller 开始发言时，“甚至连简介都没做完就被喊停”。她回忆说，任何敢轻易质疑希克苏鲁伯撞击事件假说的人，都会被告知“你根本不知道自己在做什么。所有的言论都是愚蠢和可笑的”。当时， Keller 正逐渐获得“顽固”的声誉。从边缘回到前沿作为上世纪 80 年代的研究生，受希克苏鲁伯撞击事件假说鼓舞的 Hildebrand 开始了寻找陨石坑的旅途。 1990 年，他听闻曾有地球物理学家为一家石油公司开展地质调查时，在尤卡坦半岛上的希克苏鲁伯村发现了一处埋于地下的巨大裂痕。随后， Hildebrand 同其中一位专家取得联系。他们从石油公司获得了岩芯样本，并发现了只有火流星撞击或原子弹爆炸才会形成的冲击石英和玻璃球体。于是，他们在尤卡坦半岛上分头出动，找到了地质灾害留下的地面岩层，包括位于铱含量丰富的地层之下的几米厚且分层规律的砂岩。一些研究人员提出，当火流星猛烈撞向海洋时，一场巨大的海啸将岩层推向此处。当海啸证据看上去势不可挡时， Keller 已作好了继续前行的准备。墨西哥研究人员帮她探明了该陨石坑中与白垩纪第三纪灭绝事件相关的岩层。在接下来的十年间， Keller 多次前往尤卡坦半岛，并提出很多非凡的观点。她和同事找到了微小水生生物的化石及其洞穴，认为因海啸产生的沉积岩实际上是在几千年的时间里形成的。随后， Keller 还提出，希克苏鲁伯撞击事件发生在白垩纪第三纪灭绝事件前的 30 万年间，而且其影响很短暂，不会触发生物灭绝。此后， Keller 、普林斯顿大学地质年代学家 Blair Schoene 和其他人加入对锆石的寻找队伍中。当锆石结晶时，会将铀原子困在其中，而这能把微小晶体变成持续几十亿年的精准“计时器”。放射性元素会衰变成处于半衰期的铅，因此这两种元素同位素的比率可反映晶体的形成时间。锆石在玄武岩中非常少见，但在爆发式火山喷发留下的富含硅的灰烬中很常见。 Schoene 团队发现这种被以往地质年代学家忽略的灰烬“镶嵌”在溢流玄武岩的岩层中。他们挑选的锆石使其得以作出结论：从白垩纪第三纪灭绝事件前推 25 万年，出现大规模火山爆发，并且持续了约 75 万年。下一步将精确分析这些火山爆发如何导致物种灭绝。目前， Keller 团队正在寻找白垩纪第三纪灭绝事件前的 50 万年间伴随德干火山爆发而来的海洋酸化证据。很多同行认为，此次最新发现将 Keller 从边缘拉回到前沿。她则笑着表示：“至少我不希望再遇到满怀敌意的对待。”（闫洁）《中国科学报》 (2015-01-01 第 3 版国际 ) http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2015/1/310562.shtm 火山喷发的双重作用杨冬红 1,2 , 杨德彬 3 , 杨学祥 4 1 吉林大学古生物学与地层学研究中心 , 长春 130026 2 吉林大学东北亚生物演化与环境教育部重点实验室 , 长春 130026 3 吉林大学地球科学学院 , 长春 163001 4 吉林大学地球探测科学与技术学院 , 长春 130026 摘要大多数学者认为， 15-18 世纪的小冰期是由太阳辐射减弱或火山喷发单一作用或共同作用引起，火山灰中含有大量悬浮颗粒，阻碍了太阳辐射抵达地球表面。最近研究表明，小冰期从 13 世纪开始，源于公元 1275 年和 1300 年之间的 4 次火山喷发。在过去的 450 年，最近研究发现了火山喷发与大气和海洋低温的联系，短期的变冷时代从 13 世纪到 18 世纪，大气和海洋系统被火山喷发所控制。但是，发生在古老世纪白垩纪的长期变暖时代，发生了最强烈的火山喷发，火山喷发出的温室气体阻止热辐射返回太空，使地球气候变暖。火山喷发具有相互矛盾的双重效应：致冷和致暖。温室效应不是气候变化的唯一因素，其他因素必须参与地球的热平衡。关键词火山，太阳辐射，温室效应，小冰期，地球自转全文见附件。火山作用的双重性：短期致冷和长期致热已有 1470 次阅读 2010-1-31 06:19 | 个人分类: 学术争论 | 系统分类: 生活其它 | 关键词:全球变暖，气候变冷，火山喷发推荐到群组火山作用的双重性：短期致冷和长期致热杨学祥据国外媒体报道，英国的科学家日前称，他们最近在一项中研究发现，恐龙灭绝很可能是因为 6500 万年前的一次火山大爆发。火山爆发喷射出来的大量有毒气体，摧毁了恐龙在地球上赖以生存的生态环境。在最新一期出版的《科学》杂志上，英国的科学家公布了他们的这项最新研究成果。研究人员们表示， 6500 万年前，形成印度“德干岩群”的一系列火山喷发还向大气中喷入了大量的硫磺，这给地球气候造成了毁灭性影响。在分析 5.45 亿年前地球大量物种被扼杀灭绝的历史事件中，火山喷发是两个主要解释之一。还有研究人员表示，远古时代有一段时间地球上的火山非常活跃，火山活动本身也许并不能造成恐龙的灭绝。但在火山爆发的时候释放出大量的铱元素，这种元素会导致恐龙蛋不能孵化出小恐龙，所以最终导致恐龙的灭绝。科学家们发现在恐龙大量灭绝的地层里，这种铱元素特别丰富。英国开放大学的火山学家史蒂夫 - 塞尔夫说：“当时，形成‘德干岩群’的火山喷发所释放气体可能损毁了地球上的生命，从而导致了大规范的物种灭绝。尽管这一说法还未有确证，不过确有历史事件的支持。地球上曾经有过多次重大的物种灭绝，神秘的是，几乎所有灭绝事件发生的同时都陪随着巨大泛布玄武岩地区的形成。”每年从火山喷发中喷涌到大气中的硫是人类近年来在发电站中烧煤，以及通过其它工业活动产生的硫的 10 倍。其后果是大气中的硫酸浓度升高，酸雨分布更加广泛，从而导致地球上的气候逐渐变冷，气候循环的正常模式也遭到破坏。火山作用短期致冷和长期致热现代火山活动有明显致冷的记录。短周期的对应关系是：小冰期对应强火山活动，小气候最适期对应弱火山活动。因为火山灰和二氧化硫等火山喷发物到达平流层后，较小的气溶胶可在数月内传播到全球，并可在平流层内持续漂浮 1~3 年，使太阳直接辐射减弱，造成大气降温。但是，火山长周期的对应关系却是：火山活动峰值与全球无冰期对应，而谷值与大冰期对应。根据物体加速吸能、减速放能的质量 - 速度 - 能量转换原理，引力场作功要消耗场空间的能量。太阳系轨道速度在远银心点达到最小，向空间释放最多的能量，形成一亿年前白垩纪的无冰温暖气候（仅地球本身因减速所释放的能量可使全球增温 17 度）；太阳系轨道速度在近银心点达到最大，从空间吸收最多能量，形成了第四纪的大冰期。长周期的火山强烈活动是地球内部积累了大量能量的结果。据 Gerlach 的估算，全球陆相火山以宁静方式放出二氧化碳的速率为每年 792 百万吨，而陆相火山喷发出的二氧化碳的速率仅为每年 66 百万吨。前者是后者的 12 倍多。宁静方式火山放气没有明显的火山灰，其增温效果显著。热点放气也只有增温作用。据曾小苹、汤懋苍和郭维栋等人的研究，在地幔排硅作用中硅石和碱类作用生成水，热水汽通过构造带上升到云层，参与大气降水，甚至造成气象灾害。雅鲁藏布江“大峡弯”是地球强构造运动的热点，也是全球降水最多、热带森林纬度最高的气候变化启动区。藏东南的雅鲁藏布江大峡谷大地热通量可达每平方米 25 瓦，比平均大地热流值约大 500 倍，实测地下最大气体排放量为每年每平方公里 216000 吨。海水因为含有平均约 3.5% 的盐分，所以它的最大密度约出现在摄氏负 2 度左右，恰好与海水开始结冰的温度很接近。两极临近结冰的海水密度最大，源源不断地沉入两极海底，自转离心力使较重的海水向赤道海底运动，形成全球巨厚的海底冷水层。由于太阳辐射不能进入这个领域，“冷”被安全地封存在海底，冷水领域还不断扩大。赤道海水表层热水在上、冷水在下，垂直方向只有热传导、没有热对流。随着海洋冷水区的不断扩大和赤道海洋表层热水区的不断缩小，赤道和两极的温差也不断加大，形成中、高纬度地区的冰盖和冰川。我们称这个过程为海底藏冷效应。它是海气相互作用的典型范例，大气中的“冷能”由此而进入海洋。冰雪反射太阳辐射，随着冰雪面积的不断扩大，地表接受到的太阳能量越来越少，使大气和海洋越来越冷，冰期有一个长期的“冷积累”过程。由于内核相对地壳地幔的差异旋转，太阳辐射达到最大值时使核幔角动量交换达到高峰，部分旋转动能转变为热能积累在核幔边界赤道区（此处核幔速度差最大，积累的热能最多）。超级热幔柱（羽）由核幔边界赤道热区升起，在海底赤道区喷发，加热了底层海水，并引发赤道和两极之间的海洋整体热循环，降低了赤道和两极大气的温差，使两极的海温和气温逐渐上升到冰点以上，消除了海洋藏冷效应的“冷源”，形成全球无冰温暖气候，产生晚白垩纪赤道海洋表层低温之谜（当时温度为摄氏 21 度，比现代低 6.5 度，见图 1 ）。我们称这个过程为海洋锅炉效应。有证据表明，随着热幔柱喷发强度的减弱，近一亿年间海洋底层水冷却了摄氏 15 度，大气冷却了 10~15 度。这是典型的地、海、气相互作用。计算表明，一亿二千万年前形成翁通爪哇海台的海底热幔柱喷发，其释放的热量可使全球海水温度增高 33 度。有证据表明 , 在古新世末不到 6000 年的时间内大洋底层水增温 4 度以上。海底火山活动引发的深海热对流在全球气候变化中的作用不容忽视。自然形成的温室效应远大于人类活动近期发现海洋气体水合物蕴藏的碳为地球上所有已知天然气、原油和煤的碳量的二倍，从中逃逸出的气体形成的温室效应远大于人类活动。海洋锅炉效应是地下和海洋中温室气体进入大气的原因，核幔角动量交换和地球形变又是海洋锅炉效应的原因。表 1 天文周期与地质旋回时间太阳系太阳全球太阳万有引力常数热幔柱喷发 (Ma) 位置辐射量气候引潮力 G ( 10 -8 cm 3 /gs 2 ) 形成物体积 (10 6 km 3 ) 140 远银心点最大温暖期最大 7.00 ↓　　　 ↓　　　↓ ↓ ↓ 120 　↓靠　　↓变　　↓变 ↓变 ↓变翁通爪哇海台 36 110 ↓近　　↓　　　↓　 ↓ ↓ 凯尔盖朗海台 ↓ 65 ↓银　　↓　　　 ↓ ↓ 德干暗色岩 ↓变　　　　　　　　　　 55 ↓心　　↓　　　↓　 ↓ ↓ 北大西洋火山 ↓小边缘 15 ↓　　 ↓小　　↓冷 ↓小 ↓小哥伦比亚河溢 1.3 流玄武岩 -8 近银心点最小大冰期最小 6.67 近 6 亿年以来北美火山活动有明显的近似为 3 亿年的银河年周期变化。与人预料相反，其峰值对应远银心点的温暖期，其谷值对应近银心点的大冰期。据 Coffin 和 Eldholm （ 1993 ）海洋考察结果，巨大火成区所显示的大陆溢流玄武岩和大洋溢流玄武岩的喷发强度也有相同的周期变化（见表 1 ）。伴随太阳系由远银心点向近银心点的运动，溢流玄武岩的喷发强度逐渐减弱。与之相对应，近 1 亿年间海洋底层水冷却了 15 度，气温冷却了 10~15 度。异常高温、火山喷发和热幔柱活动与银河年周期有很好的对应关系，这种关系在白垩纪最为明显。图 1 海底藏冷效应和海洋锅炉效应 Dirac （ 1938 ）、 Brans 和 Dicke （ 1961 ）、 Shapiro 等（ 1971 ）、 Hoyle 等（ 1972 ）都认为万有引力常数 G 随时间变化而减少。据 Steiner （ 1967 ）的计算， G 值还有空间上的变化，在远银心点比在近银心点增加 5% ，使远银心点处日地距离减少 5% ，太阳光度增加 35% ，日月引潮力增加 20% ，这是远银心点处白垩纪全球温暖期产生的另一个原因。图 2 1.5 亿年以来海平面变化、全球气温变化、黑色岩、大规模生物灭绝图 3 1.2 亿年以来热幔柱喷发的规模比较：规模变小与气温变冷对应温室气体增减的非人为原因大气中温室气体增加的非人为原因： 1．火山喷发 2．煤炭和石油等自燃 3．海洋气体水合物（固体甲烷）释放 4．森林大火 5．海水温度增高，气体溶解度降低，水中温室气体排放 6．陨石撞击地球激发大规模火山活动大气中温室气体减少的非人为原因 1、降水增加，将大气中的温室气体变为酸雨，流进海洋 2、森林、绿色植物和海洋藻类的增加，光合作用增强 3、动物的大规模灭绝减少温室气体排放 4、海洋温度变冷，溶解温室气体的溶解度增大 5、温室气体与地表物质结合生成碳酸盐。 6、动植物遗体被构造运动掩埋，深藏地下。历史数据表明，目前气候变暖的规模远小于历史时期，全球波动变暖是近百年来的事实，但不是近千年来的事实， 15-17 世纪的小冰期全球异常寒冷。近 1 亿年间海洋底层水冷却了 15 度，气温冷却了 10~15 度，温室气体的浓度降低为原来的十分之一，海平面降低了 200 -250 米。火山喷发和热幔柱活动与气候变暖有很好的对应关系。气候变暖并没有超过历史规模，变暖灾难的预测缺乏历史证据。气候的自然调节：全球变暖——云量增多——遮蔽阳光——增多降水——减少大气中温室气体——全球变冷。参考文献 1．刘妍。据称 6500 万年前火山喷射毒气致恐龙灭绝 ( 图 ) 。青岛新闻网 2008-03-25 09:37:53 新浪科技。 http://news.qingdaonews.com/content/2008-03/25/content_7827942.htm 2．任振球。全球变化。北京：科学出版社。 1990 。 99,209 3．杨学祥，陈殿友。火山活动与天文周期。地质论评。 1999 ， 45 （增刊）： 33~42 4．杨学祥。与地球膨胀有关的数值估计。地壳形变与地震。 1999 ， 19 （ 4 ）： 80~85 5．杨学祥，陈殿友，宋秀环，等。太阳系行星公转速度变化与低温灾害。长春科技大学学报。 1999 ， 29 （ 4 ）： 344~348 6．杨学祥，张中信，陈殿友，等。地核能量的积累与释放。地壳形变与地震。 1996 ， 16 （ 4 ）： 85~92 7． Gerlach T.M. 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Soc. Australia. 1967,14: 99~131 本文引用地址： http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-291543.html 中文图巨大火成区巨大火成区规模比较一亿年前海平面、气温、生物灭绝对比 http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-611991.html; 个人分类: 全球变化|2987 次阅读|3 个评论

推荐阅读——The extinction of the dinosaurs: WileyChina 2014-8-11 16:51; 近期一篇关于恐龙灭绝的文章受到了媒体关注，该文章题为 The extinction of the dinosaurs ，由 StephenL. Brusatte 等人发表于 Biological Reviews ，作者完成了关于白垩纪晚期恐龙多样性情况的分析，并重新探讨了恐龙灭绝速度与起因。文章摘要：非鸟类恐龙大约在 6600 万年前灭绝，在地理上恰逢火流星（彗星或小行星）撞击地球、间歇性火山爆发以及气温与海平面变化。长时间以来，研究人员都在关注这些事件对恐龙生存的影响。我们回顾了近二十年来积累的数据，完成了一个关于白垩纪晚期恐龙多样性情况的最新分析，由此，关于恐龙灭绝速度与起因将逐步形成的共识。目前鲜有非鸟类恐龙在白垩纪晚期灭绝前数量减少的证据，但是当我们重新建构北美洲恐龙群体的时候，发现大型食草恐龙多样性减少——这让人怀疑整个种群面临着层级式的灭绝。尽管通过过于粗糙的化石探测德干火山活动情况非常困难，我们还是能从突然性的恐龙灭绝联想到彗星和小行星带来的重大影响。 …… 点击免费阅读原文全文相关新闻视频观看： CBS News：Did bad luck doom the dinosaurs?; 个人分类: Life Science|1653 次阅读|0 个评论

恐龙灭绝是由印度火山喷发所致：火山威胁大于温室效应: 热度 1 杨学祥 2012-12-10 10:03; 最新证据显示恐龙灭绝是由印度火山喷发所致 2012年12月10日 09:32:04 来源：腾讯网　　最新研究声称，数千年前德干岩群（印度孟买附近的一个火山区域）的熔岩流或许向大气中喷涌了大量的硫磺和二氧化碳，由此带来的全球变暖和海洋酸化导致了物种的大灭绝。这一发现是在辩论会上出现的一个最新言论，人们争辩的是是否6500万年前的一个小行星或者火山活动在大灭绝时期杀死了恐龙。普林斯顿大学引导这项研究的一位地质学家格塔-凯勒说道：“我们的新信息需要重新评估什么真正导致了白垩纪的大灭绝。” 　　几年来凯勒一直都在争辩是火山活动杀死了恐龙。但是阿尔瓦雷斯理论的支持者们认为是6500年前一颗巨大的陨石撞击导致大量尘埃和毒气进入大气当中，遮天蔽日的尘土导致了普遍的降温，使恐龙窒息也使海洋生物中毒。陨石的撞击或许也带来的火山喷发、地震和海啸。葡萄牙里斯本大学的一位地质学家埃里克说道：“最新的研究真正论证了在大灭绝之前德干岩群就存在而且对于大灭绝负有部分或者全部责任。” 　　海蟑螂　　2009年在印度东海岸钻井的石油公司发现被古老岩浆填充的沉淀物埋藏在海平面下大约3.3公里的地方。凯勒和他的团队得到允许来分析这些沉积物，他们发现沉积物含有丰富的化石，这些化石大约是在恐龙灭绝的白垩纪第三季或者白垩纪期间形成的。法国洛桑大学的一位地质学家蒂埃里称，火山岩浆的沉积物层已经离开德干岩群大约1603千米的距离。现在这个火山区域相当于法国大小，而且当它在白垩纪后期非常活跃的时候，它的面积几乎相当于欧洲大小。　　在化石记录中的浮游生物变得更少、更小，而且有着比较简单的贝壳，这一切都是在岩浆层形成之后发生的，这就表明这一切都是在火山喷发之后形成的。大部分物种逐渐死亡的同时一种有着奇特外壳的强大浮游生物推翻了化石记录。凯勒告诉《生命科学》道：“我们把它称之为灾难投机主义者，这就像一只蟑螂，无论事情多么糟糕，它都是幸存并且繁荣的一个。”大约在同一时期，陆地动物和植物消失的化石证据表明火山喷发导致了陆地和海洋的大灭绝。　　全球影响　　在过去的研究中，研究团队也在希克苏鲁伯发现了证据并且引起了他们对于陨石导致大灭绝的概念产生了怀疑。含有铱的沉积物在大灭绝之后出现，而这种元素是小行星的化学特征，与理论相矛盾的是它可能导致了突然的物种灭绝。凯勒说道，一颗陨石撞击也不会产生足以与岩石中水平相当的有毒硫磺和二氧化碳，因此它或许使大灭局更加糟糕而不是导致了大灭绝。陨石只是太小而无法导致灭绝。 http://news.xinhuanet.com/tech/2012-12/10/c_124071415.htm http://news.xinhuanet.com/tech/2012-12/10/c_124071415.htm 火山长周期的对应关系是：火山活动峰值与全球无冰期对应，而谷值与大冰期对应，这可以用温室效应来解释，但温室效应不是唯一因素。表 3 地球自转周期与地质旋回时间 /Ma 地球自转全球气候生物灭绝事件热幔柱喷发形成物体积 /10 6 km 3 480 高峰温暖期北美火山活动高峰 437 低谷大冰期北美火山活动低谷 370 高峰温暖期北美火山活动高峰 280 减慢北美火山活动减弱 248 减慢西伯利亚暗色岩 230 低谷大冰期北美火山活动低谷 160 加快三大洋底重大裂解作用 140 加快香港超级火山 139 加快三大洋底重大裂解作用 120 高峰温暖期不明显 ( 水下喷发 ) 翁通爪哇海台 36 120 北美火山活动高峰 110 高峰大规模生物灭绝凯尔盖朗海台 97 三大洋底重大裂解作用 65 恐龙灭绝德干暗色岩 55 陆生哺乳动物灭绝北大西洋火山边缘 25 低谷低温 15 加快大规模生物灭绝哥伦比亚河溢流玄武岩 1.3 10 高峰变暖 0 低谷大冰期北美火山活动低谷在一亿年前的中生代，巨大火成区形成时释放的 CO 2 是导致全球变暖的重要原因，但是导致全球变暖的巨大火成区有多种作用，温室效应只是其中的一种。使海洋底层水增温，这是巨大火成区无可替代的致暖作用。巨大火成区的海台和洋壳产量在白垩纪是最高的，洋壳产量的最高速度为 37 × 10 6 km 3 /Ma （目前的洋壳产量为 17 × 10 6 km 3 /Ma ），对海洋温度的提高贡献最大。存储在海洋中的碳只要释放 2 % ，就将使大气中的 CO 2 含量增加一倍。海洋是 CO 2 的储库。在 1 个大气压下，海水温度从 0 ℃ 升高为 25 ℃，每克海水可释放约 1 cm 3 体积的 CO 2 ，释放量与残留量的比值约为 1 ： 1 。目前全球海洋溶解的 CO 2 是大气中 CO 2 的 13 倍，以此比例，海水升温 25 ℃，大气中 CO 2 的含量应该增加到现在的 6.5 倍，这表明白垩纪海洋增温释放的 CO 2 是大气 CO 2 浓度增高的主要来源。近一亿年间海洋底层水冷却了摄氏 15 ℃，大气冷却了 10-15 ℃，而第四纪冰期到来之时，海洋底层水温度为 0 ℃，目前为 2 ℃。这表明全球温暖期对应海洋底层水的高温期，全球大冰期对应海洋底层水低温期，海洋底层水是地球储存“冷能”的仓库。新洋壳生成和海底火山活动引发的海温升高和海水中 CO 2 释放在全球气候变化中的作用不容忽视，这是人为温室效应所不能达到的，因此，这一重要作用值得深入研究。本文引用地址： http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-620321.html; 个人分类: 科技点评|3833 次阅读|2 个评论

[转载]研究称6500万年前火山喷射毒气致恐龙灭绝: 热度 1 杨学祥 2011-10-23 13:43; 研究称6500万年前火山喷射毒气致恐龙灭绝 2011年10月21日16:49 来源：光明网热点专题手机看新闻打印网摘纠错商城分享推荐微博字号恐龙灭绝时期印度火山喷发形成的德干岩群 6500万年前火山喷发致恐龙灭绝据国外媒体报道，英国的科学家日前称，他们最近在一项中研究发现，恐龙灭绝很可能是因为6500万年前的一次火山大爆发。火山爆发喷射出来的大量有毒气体，摧毁了恐龙在地球上赖以生存的生态环境。在最新一期出版的《科学》杂志上，英国的科学家公布了他们的这项最新研究成果。研究人员们表示，6500万年前，形成印度“德干岩群”的一系列火山喷发还向大气中喷入了大量的硫磺，这给地球气候造成了毁灭性影响。在分析5.45亿年前地球大量物种被扼杀灭绝的历史事件中，火山喷发是两个主要解释之一。还有研究人员表示，远古时代有一段时间地球上的火山非常活跃，火山活动本身也许并不能造成恐龙的灭绝。但在火山爆发的时候释放出大量的铱元素，这种元素会导致恐龙蛋不能孵化出小恐龙，所以最终导致恐龙的灭绝。科学家们发现在恐龙大量灭绝的地层里，这种铱元素特别丰富。另一些科学家们则表示，可能是由于小行星撞击地球导致了6500万年前的恐龙灭绝。迄今为止，由于一些科学家们曾对释放的有毒气体量进行过测量，因此他们对火山的致死能力表示怀疑。然而，科学家们却在德干火山岩(即我们所知的泛布玄武岩)中发掘出了玻璃的痕迹，这使得英国研究小组能够对最初的气体成分进行分析。截至目前，研究人员对火山的杀伤力一直心存怀疑，因为他们曾努力测量过火山喷发究竟能释放多少有毒气体。但是在对德干火山岩的研究中，一支英国考察队发现了至关重要的线索，揭开了原始火山气体成分的神秘面纱。英国开放大学的火山学家史蒂夫-塞尔夫说：“当时，形成‘德干岩群’的火山喷发所释放气体可能损毁了地球上的生命，从而导致了大规范的物种灭绝。尽管这一说法还未有确证，不过确有历史事件的支持。地球上曾经有过多次重大的物种灭绝，神秘的是，几乎所有灭绝事件发生的同时都陪随着巨大泛布玄武岩地区的形成。”每年从火山喷发中喷涌到大气中的硫是人类近年来在发电站中烧煤，以及通过其它工业活动产生的硫的10倍。其后果是大气中的硫酸浓度升高，酸雨分布更加广泛，从而导致地球上的硫逐渐变冷，气候循环的正常模式也遭到破坏。恐龙曾统治地球长达数千万年的时间，但在6500万年前突然灭绝，人们今天只能看到当时留下的大量恐龙化石。关于恐龙灭绝的原因，人们仍在不断地研究之中。长期以来，最权威的观点认为，恐龙的灭绝和6500万年前的一颗大陨星有关。据研究，当时曾有一颗直径7-10公里的小行星坠落在地球表面，引起一场大爆炸，把大量的尘埃抛如大气层，形成遮天蔽日的尘雾，导致植物的光合作用暂时停止，恐龙因此而灭绝了。迄今为止，科学家们共提出了十余种对恐龙灭绝原因的假想和推测。 http://scitech.people.com.cn/h/2011/1021/c227887-138118635.html; 个人分类: 科普文章|2458 次阅读|0 个评论

犹豫是否和材料圈搭些关系: 罗岚 2011-9-8 16:16; 从原始社会开始，作为人，我们就开始制造和使用工具，工具的材料当然重要；从小到大受的教育，人最早使用的是石器；自打知道了恐龙灭绝说，而且到四川自贡亲眼看到了恐龙化石，才知道，特殊的石头——陨石还是武器；从这期的自然期刊，就知道，陨石也可以带来钱财：科学家解释地表大量贵金属来源，结果支持“天上掉金子”的观点。 http://paper.sciencenet.cn/htmlpaper/20119914265290919267.shtm 和材料圈搭关系，起源于纳米：没有眼见为实的无泪针药，把制剂封在象创可贴那样的小材料里，往身上一贴，纳米药剂直接渗透；弱电类型的随身卡片也一度导致 RFID 条码材料的研究，如果纳米成主流，应该都向那边靠；眼下欧洲把纳米级别设备的安全、可信，摆上了桌面：号称所有重量级别一网打尽的我，都想抽脚离开了！想出海做访问!!! 一直强调主流和通俗，主张以“使用密度”安排有限研究时间：纳米作为材料，日本 NEC 2004年就涉及到使用了，只要在用，谁都绕不过安全！现在欧洲公开全球在线公开召集，因为觉得纳米应用的密度不够，犹豫！Two Topics By HP: · Strong crypto that runs on nano-scale devices · Lightweight data mining that runs on nano-scale devices (keeps data on the device) 只是通过趋近纳米材料的了解，对日本有另外的印象：他们绝非仅有青春偶像，从科研到小野丽莎！上海同济大学研究纳米到国内核心的中文文章，和我同名同姓的第一作者，显然当时就可以挣到中科院博士后的收入。 []按照别人的脚印，博士做到国内核心，有足够的 POWER 就可以到中科院做博士后。可是我做完 EI ，做到 SCI 才博士，中国是国内核心的，必须正视之，各个行业、各个学科。只要在国内核心，哪怕可以拿到 NFSC、863、973 也和中专生看齐，无法超脱。所以，.CN 们在自己的圈子里好好表现，实现中国古老谚语就可以了。; 3362 次阅读|0 个评论

谁见证了恐龙灭绝(原创): 热度 2 sun210008 2011-8-25 14:27; 无数的证据证明了恐龙曾在我们现在生存的这个世界上存在过，毫无疑问，传统意义上的恐龙（非鸟恐龙）现在已经全部灭绝了。它们是什么时候灭绝的、在哪里灭绝的、是如何灭绝的，谁见证了这一过程，我们又是如何知道这一切的呢？上面这个问题的确很难回答，但是也不是不能回答。通常，经历什么事情就会知道其中的一些事情的具体过程，这就是当事人了解当时事。通过资料、档案、文献，非当事人也能了解当时事。通过各种资料、文献、文物，我们对过去 5000 年乃至近万年的社会各方面有了一定的了解，这便是历史。那么我们想要了解 6500 万年前的事情就要来翻看一下地球上的岩层这本万卷书。地球这本万卷书详细的记载了地球从最初形成到现今长达 46 亿年的历史，如题我们要了解恐龙就需要去翻看这本万卷书的恐龙所在的章节。首先我来简单介绍一下这本万卷书，这部万卷书由两大部分组成，第一部分是从地球开始形成到距今 5.42 亿年前，这一部分虽然时间很长但地球上的生命在这本万卷书中留的记录却很少，看起来生命像是都隐藏了起来，故名“隐生宙”。第二部分从距今 5.42 亿万开始到现在，这一时期地球上的生命蓬勃发展，在这部书中留下了大量记录，好像地球生命从此开始显现了，故名“显生宙”。这两部分又可各自分不同的章节，如第二部分可以分为三章，分别是古生代、中生代和新生代。每一章又可以分成好几个不同的节，如第一章古生代可分为六节分别是寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪、二叠纪。第二章可分为三节三叠纪、侏罗纪、白垩纪。第三章可分三节为古近纪、新近纪、第四纪。恐龙是什么时候灭绝的？在哪里灭绝的？是如何灭绝？等这些问题，只需我们翻开这部万卷书第二章第三节白垩纪和第三章第一节新近纪就一目了然了。且看万卷书中是如何记载恐龙的呢？从第二章第一节下半段开始至第二章第三节结尾我们随处可见恐龙的记录，它们如何追逐猎物、如何讨异性欢心、如何照顾后代……都有详细记录。然而当我们翻到第三章第一节时，我们居然找不到半点儿恐龙的记录，于是我们就下了一个结论：恐龙灭绝了，在全球范围内，在第二章第三节末灭绝了。万卷书中的第二章第三节和第三章第一节的时间节点便是 6500 万年前，这部万卷书见证了恐龙的灭绝，如果你仔细研读这部万卷书，你还可以得到更多关于恐龙灭绝的奥秘。; 4500 次阅读|4 个评论

[转载]研究称恐龙灭绝并非仅由小行星撞击地球造成: 热度 3 杨学祥 2011-8-23 09:41; 研究称恐龙灭绝并非仅由小行星撞击地球造成 http://www.sina.com.cn 2011年08月22日18:18 新华网　　新华网哈尔滨8月22日电(记者马扬、陈梦阳、高星)科学家在黑龙江省嘉荫县历时9年的地质古生物研究表明，恐龙灭绝并非仅仅由小行星撞击地球造成，而是由各种因素分别或同时作用于不同地区，从而使恐龙在世界各地消失。　　由中、美、英、俄、德、日、韩等7个国家的数十位世界优秀科学家组成的课题组近日在黑龙江省嘉荫县确认了具有国际对比标准的陆相白垩纪－古近纪地层界线(也称“K－T界线”)。这一地层界线是记录距今约6500万年前地球上发生的全球性生命大灭绝与复苏的一个地质界面。　　据介绍，由吉林大学倡导的这项世界前沿课题得到了中国国家自然科学基金委员会的支持。近十年来，以我国科学家孙革教授为首的多国科学家研究队，通过古生物学、地球化学、古地磁学、年代地层学、实施钻孔等综合研究，终于在嘉荫小河沿地区发现了这一地层界线，其成果已发表于2011年第三期《世界地质》杂志上。《世界地质》是我国地质科学学术刊物。　　据了解，在距今约6500万年前这一急剧转变的时期，包括恐龙在内的地球上70%以上的生物曾集群性灭绝，而后地球生物又以崭新的面貌复苏，并在地层上留下了记录。这是地球上有明显生命迹象之后的第五次，也是迄今发生的最大规模的一次生命灭绝与复苏。　　据了解，目前全球已有100多个“K－T界线”点。“然而，作为中国目前唯一有确切地质证据的陆相‘K－T界线’，嘉荫县的这一地层界线与北美等地的‘K－T界线’不同，它没有含铱量超高的黏土层，说明这一地区受小行星撞击地球的影响很小或者并没受到它的影响。”课题组首席科学家、中国古生物学会副理事长孙革教授说。　　据介绍，距今约6500万年前的、含铱量超高的黏土层被科学界普遍认为是小行星撞击地球后留下的最明显的地质特征之一，而全球恐龙灭绝源于当时的这一撞击也是目前最流行的一种科学假设。　　此次课题组的科学家们研究认为，同样是约6500万年前的“K－T界线”，却有着不同的地质和生物化石特征，足以表明当时包括恐龙在内的绝大多数地球生物的灭绝并非由单一原因造成，不同地区应该有不同的主导原因。　　据介绍，嘉荫县的“K－T界线”与俄罗斯西伯利亚及远东地区的一些已确认的“K－T界线”具有相同的地质特征。　　课题组成员、俄罗斯科学院通讯院士、俄罗斯科学院地质所教授阿克米梯耶夫说：“约6500万年前的东北亚地区曾处于相似的古地理环境，火山喷发、海平面下降以及气候变冷等非生物原因可能是恐龙在这一地区消失的主要原因，而不是由于小行星撞击地球造成的。” 　　黑龙江区域地质调查所的专家对嘉荫当地的地层和岩石的研究表明，火山活动当年对这一地区恐龙的生存环境造成了很大影响，如到达地面的日照减少等，并足以影响到恐龙的生存。　　“当然，距今约6500万年前仍然是世界公认的非鸟类恐龙最后彻底灭绝的时间，只是各种原因导致恐龙在不同地区消失的时间恐怕不完全一致。”国际著名恐龙研究专家、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员董枝明说。（编辑：SN009） http://news.sina.com.cn/c/2011-08-22/181823032258.shtml; 个人分类: 全球变化|1682 次阅读|2 个评论

你知道恐龙是怎么灭绝的吗？: 热度 2 jefei 2011-2-7 06:54; 看到这个问题，我相信非考古专业的、平时还看些科普的普通人肯定会明确地说，恐龙不是因为小行星撞击地球才灭绝的吗？怎么还有问题呢？我能这样肯定是因为前不久我就是这样的。前几天我看到一段中央台《探索与发现》栏目七八年前做的节目视频（六维上下的），其中讲述了中科院古脊椎动物与古人类研究所赵资奎教授几十年来对我国广东南雄发现的恐龙蛋化石的研究情况，经过数十年的研究，赵教授提出恐龙灭绝并非是因为小行星撞击地球，而是因为在此之前一场持续几十万年的火山大喷发将地壳深处的铱等元素带到大气中，导致恐龙蛋蛋壳中依元素过量，恐龙蛋无法正常孵化，恐龙因而灭绝。这有一个对于此观点的详细表述的链接，有兴趣的朋友可以看看（ http://www.hssyxx.com/zhsj/kexue-2/co6-2/6-21/046.htm ）。为什么会这么说呢？是因为南雄的恐龙蛋化石表明恐龙在小行星撞击地球后至少仍然存在了三十万年，而行星撞击说认为在行星撞击地球后不久，恐龙就灭绝了。无可否认，这只是学术界关于恐龙灭绝原因的一种观点，它肯定也有不能解释的地方，不然不早就被学术界接受了吗？我看到这个视频的时候只是觉得很新奇，也没有太多想法。而之后不久我在科学网上看到一新闻，说科学家说小行星撞击地球后恐龙又存在了七十万年（ http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2011/1/243487.shtm ），这只是发表在《每日邮报》上的一篇报道，它却能被我们转载并在科学网首页比较醒目的位置出现，这清楚地表明了一件事，那就是大家很相信行星撞击地球说，因为它说了一个行星撞击说不能解释的发现，形成了一个问题，所以才会受到关注，而知道的稍多一些的则不会认为它是个多大的新闻。您在看到这个新闻标题时是不是也被其吸引了呢？同时，我想起去年有次去听科学院举行的科学与人文论坛讲座，这场是关于气候变化与国际政治的，主讲人期间说了这么件事，说有个组织做了个调查，调查各国相信气候变暖的民众比例，欧美大约是百分之五十，而大陆这里却是百分之八十。为什么会这样呢？您想想我们平时在听到气候变化时，您听到的不是气候变暖、温室效应、冰川融化甚至世界末日吗？您听到过多少气候变冷、太阳活动、历史上的气候变化呢？我们国内舆论的声音太单一了。在这恐龙灭绝和气候变化上，行星撞击说和气候变暖应是学术界的“主流观点”，但主流并不一定是事实，更不是“标准答案”，而目前在国内的科普宣传中，却多将这主流观点当成了标准答案，当成唯一答案。这样的科普宣传或许能普及科学知识，却不能普及科学精神。科学的发展来源于创新，而创新的火花是在不同观点的碰撞中产生的，没有了不同观点，到处都是“已知的事实”，怎么会诱使人去思考，去探索，又怎么培养听众对科研探索的兴趣？因此，这样的科普，最后反倒会阻碍科学的发展。我会这样想，是因为根据我的亲身经历，我只是到读研究生之后才发现原来世界有那么多未解之事，之前认为的许多“事实”原来只是一种观点，这无疑对做研究是件很不好的事情。冰冻三尺非一日之寒，产生这种现象的原因想必是多方面的，我想我们能做的就是做调研时能更细致些、全面些，做科普时更加负责，不是为了完成任务，而是为了促进科学的发展。希望我们的社会上出现更多不同的声音。这其实也是科学与人文论坛那位主讲人的希望，希望媒体杂志在做宣传时能更客观一些，能多介绍些“非主流”观点，我这里不过是添了一些自己的看法并局限到科普这一方面而已; 个人分类: 我的看法|6873 次阅读|5 个评论

最新研究发现突然降温导致恐龙灭绝

杨学祥 2010-5-4 10:03

据国外媒体报道，英国研究人员发现，导致恐龙走向灭绝的真正原因并不是一颗彗星撞上地球，而是温度突然迅速下降。综合分析表明，陨石撞击、和超寒冰河时代都是生物灭绝的原因，其中恐龙灭绝的可能原因冰川时代男女比例失调、超寒冰河时代使哺乳动物大灭绝现象往往每隔250万年就会重复一次，是科学的最新发现。温室效应产生的全球变暖并不能导致生物灭绝，灭绝生物和人类的杀手不是全球变暖，而是火山喷发、陨石撞击、地磁场减弱、臭氧层破坏、宇宙高能射线和超寒冰河时代。与全球变暖作斗争，就像唐吉珂德与风车作斗争一样，是对地球历史无知的表现：无视中生代温暖时期恐龙的霸主地位和第四纪冰期时期巨型动物的绝迹。在温暖的中生代，海洋底层温度为15摄氏度，第四纪冰期到来时海洋底层温度为摄氏0度，而目前海洋底层温度为摄氏2度。目前海洋蓄能库的热能状况与中生代温暖期相去甚远，离超寒冰河期仅一步之遥。面对225万年以后的超寒冰河时代威胁，人类的主要任务不是阻击全球变暖，而是预防全球变冷：任何减缓全球变暖的人为努力，都可能导致全球变冷的加速到来！最新研究发现突然降温导致恐龙灭绝【字体：大中小】 2010-04-30 07:05:03 来源：新浪科技

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标签: 恐龙灭绝

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