每年,數十億噸巖石和土壤從地球表面消失--或是在山脈或平原上被腐蝕,或是被風、雨等其他外力一掃而空。根據一項新研究,這種強烈 “再塑造”的罪魁禍首是氣候。當全球氣溫下降時,侵蝕作用將變得更強。
圖片來源:Dirk Beyer
長期以來,科學家一直在爭論是什么引發了侵蝕作用:主要是氣候,還是造山運動等構造活動的結果?大多數先前的研究關注到,在某處積聚了一定量的沉積物通常被“移”至其他地方,并在新地點繼續沉積。瑞士洛桑大學地球物理學家Frédéric Herman說,這些分析僅關注侵蝕作用的影響,但并不是過程本身。大多數研究僅局限于地球的某些區域,諸如某一個特定的山脈,而沒有把地球作為一個整體。
為了更直接地研究侵蝕速率,研究人員利用熱年代學技術觀測隨著時間的推移,巖石的溫度是如何變化的。很多這樣的技術依賴于評估巖石內放射性元素的衰變是如何影響其礦物質的。在新研究中,Herman和同事采用了4種類似的技術。一方面,研究人員評估了在巖石的礦物質中,有多少氦是由于衰變產生的。另一方面,研究人員記錄放射性衰變造成了多少微觀損傷。通過這些方法,研究人員可以推測巖石冷卻到250℃~70℃的時間,進而追蹤當上覆地層被侵蝕時,巖石上升到地平面的速率。
通過分析自己獲得的數據及來自其他研究的信息,科學家匯總了全球18000個數據點的資料。在過去的800萬年里,侵蝕速率大不相同,例如在澳大利亞中西部及北美中部,侵蝕速率每年小于0.01毫米。而在喜馬拉雅山脈、中國臺灣和新西蘭等地,侵蝕速率達到每年10毫米。
如果地球氣溫持續下降,正如過去幾百年中的趨勢,侵蝕速率可能會越來越快。但如果降溫趨勢減緩,例如由于自然氣候變化或人類溫室氣體的排放,世界范圍內的侵蝕作用將逐步減少。短期內,這個現象可能很難被注意到:因為這可能需要經過幾百年的時間,且這一現象可能因越來越多人為因素導致的地貌變化而被“掩飾”。
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