Phillip Hopkins
0 
1631
102
Massive tektoniske kollisioner i troperne kan have forårsaget Jordens sidste tre store istid.
Før hver af disse istider byggede nye forskningsfund, kollisioner mellem kontinenter og øbuer lange kæder af bjerge i de tropiske breddegrader. Disse bjerge har muligvis sat scenen for et afkølet klima: Da de eroderede i havet, ville de have ændret havets kemi, så det kunne have optaget mere kulstof fra atmosfæren. Fordi atmosfæriske kulstoffælder opvarmes, betyder mindre kulstof i himlen til koldere temperaturer, hvilket gør det muligt at danne isark og gletsjere.
"Dette kunne give en simpel tektonisk proces, der forklarer, hvordan Jorden går ind og ud af isperioder," sagde studieforfatter Oliver Jagoutz, professor i geologi ved Massachusetts Institute of Technology. [Jordens 8 største mysterier]
En kort historie med is
I løbet af den phanerozoic æra, der spænder over de sidste 540 millioner år, har Jorden været isfri 75 procent af tiden, selv ved nord- og sydpolen. Men planeten har også set tre istiden, eller istid, hvor mindst nogle permanente isark eksisterede. Den første var i den sene ordoviciske periode, for 455 millioner til 440 millioner år siden, da de første kæbede fisk var travlt med at udvikle sig. Den anden var i Permo-kulstof, for 335 millioner til 280 millioner år siden, alder på amfibier og underlige pattedyrlignende krybdyr såsom dimetrodon. Den sidste istid er i gang. Det startede for omkring 35 millioner år siden, da de moderne antarktiske isark først dannede sig.
Mindre glasiale fremskridt, som istiden, der sluttede for omkring 11.700 år siden, er ikke genstand for denne undersøgelse. Korte fremskridt og tilbagetrækninger af gletsjere er sket på grund af variationer i Jordens bane, der omfordeler solens varme, fortalte Jagoutz. Det forvirrende spørgsmål er, hvorfor Jorden har iskolde perioder, periode.
"Det ser ud til, at den klimatilstand, som Jorden kan lide at være i, er varmere end i dag, og disse glacieringsperioder er usædvanlige," sagde Jagoutz. "Og hvis de er usædvanlige, skal der ske noget specifikt."
Kollision og erosion
Jagoutz og hans kolleger mener, at "noget specifikt" er dannelsen af bjergkæder i troperne.
Ved første rødme kan det virke mærkeligt, at tropiske bjerge kunne skabe en istid. Men atmosfæren, havene og landene hænger sammen. Kontinental skorpe er høj med silicatmineraler. Når disse silikat-tunge klipper eroderer og opløses i havene, gør de havvandet mere basisk eller basisk. Kuldioxid fra atmosfæren opløses let i dette alkaliske havvand. Jo mere alkalisk det er, jo mere kulstof kan havet holde.
I øjeblikket overgår den menneskelige anvendelse af fossile brændstoffer havets evne til at holde fast i kulstof. I løbet af de sidste 200 år er havvand blevet 30 procent mere surt. For millioner af år siden kan store bjergbygningsbegivenheder have gjort det modsatte og gjort havet mere alkalisk. Især tropiske bjerge ville have gjort arbejdet effektivt. Troperne er våde, så erosion sker hurtigt, og klipperne skubbet op af tropiske tektonikker er rige på let opløselige magnesium og calcium.
Ideen om, at tropisk erosion kunne have påvirket klimaet, var ikke ny, men Jagoutz og hans team var de første til at samle en database med alle de geologiske optegnelser over disse store tektoniske kollisioner og sammenligne dem med indledningen af istiden. De fandt ud af, at i Phanerozoic var længden af aktive kollisionsområder mellem oceaniske og kontinentale plader - kaldet "suturer" - fra nul til 18.000 kilometer (30.000 kilometer). Hver af de største istiders forløb var en top i længden af disse aktive kollisioner i troperne, da suturerne var mellem 6.214 miles og 18.640 miles (10.000 og 30.000 km) lange.
"Hver gang du havde en istid, havde du en forøget suturzone-længde i troperne," sagde Jagoutz.
Geologisk tid
De geologiske spor, som disse gamle kollisioner efterlader, kaldes ophiolitter, som er oceaniske, vulkanske klipper, der er presset oven på kontinentale skorpe. Forskerne så ingen af disse ophiolitekstremer i tider, hvor Jorden ikke var iskold. Og det var ophiolitter i troperne, eller regioner med mindre end 20 grader bredde, der så ud til at betyder noget for afkøling af planeten.
Der er andre teorier for, hvorfor Jorden har iskolde perioder, sagde Jagoutz, nemlig at vulkansk aktivitet varierer og pumper mere eller mindre kulstof i atmosfæren. Men dataene om vulkanismens historie stemmer ikke altid overens med glaciale perioder, sagde han, og vulkanteorien giver ingen god forklaring på, hvorfor istider bør stoppe såvel som start. Den tektoniske forklaring gør et godt stykke arbejde for det: Når de calcium- og magnesiumrige bjergkæder enten eroderer fuldstændigt eller bevæger sig ud af troperne via kontinentaldrift, falder deres virkning på klimaet, og Jorden vender tilbage til sin typiske, milde tilstand.
Jagoutz og hans kolleger har ansøgt om et tilskud fra National Science Foundation for yderligere at undersøge deres teori. Uanset om det er rigtigt eller forkert, vil tropiske bjerge ikke redde menneskeheden fra menneskeskabte klimaændringer snart. Denne bjergbygningsproces forekommer over millioner af år, sagde Jagoutz, og har lidt at gøre med den slags variationer, der bestemmer, om Miami for eksempel er beboelig eller oversvømmet af stigende hav. Nogle forskere har dog overvejet geoengineering-ordninger, der ville male ned på calcium- eller magnesiumrige klipper og sprede dem i de tropiske hav, sagde han, eller sprøjte kuldioxid ind i lignende klipper.
"Folk ønsker at bruge denne naturligt forekommende proces til at hjælpe med menneskeskabte klimaændringer, [men [der er mange problemer med hans, ligesom hvordan får du denne proces til at ske på en tidsplan, der er relevant for mennesker?" Sagde Jagoutz. "Det er meget vanskeligt."
Forskningen vises i dag (14. marts) i tidsskriftet Science.
- 7 måder, hvordan Jorden ændrer sig i et blunk af et øje
- Earth Quiz: Mysteries of the Blue Marble
- Infographic: Højeste bjerg til dybeste havgrøft
Oprindeligt offentliggjort den .