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阳光入射量迅速减少是触发关键
来源:    发布时间: 2020-08-22 02:53   7 次浏览   大小:  16px  14px  12px
全球掩盖在冰之下的「雪球地球」情景,在新模型中,研究人员模拟了冰河期的地球动力系统──主要是冰反照率反馈(ice-albedo feedback)与碳酸盐-矽酸盐循环(carbonate-silicate cycle)的相互作用,结合入射和反侧的太阳辐射

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       全球掩盖在冰之下的「雪球地球」情景,在新模型中,研究人员模拟了冰河期的地球动力系统──主要是冰反照率反馈(ice-albedo feedback)与碳酸盐-矽酸盐循环(carbonate-silicate cycle)的相互作用,结合入射和反侧的太阳辐射、地球表面温度、大气中二氧化碳浓度、风化作用对吸收与反射太阳辐射等变量,观察究竟是哪些条件引发雪球地球。冰反照率反馈属于积极反馈,随着地球冻结接近雪球地球,结冰的表面将更多阳光反射回外太空,反过来又加速了进行中的冷却效果。但随着地球表面的冰变多,碳酸盐-矽酸盐循环却乱序了,被冰层密封的岩石吸收大气碳的能力降低,因此大气实际上会积累二氧化碳产生温室效应,最终使行星脱离冰河期,这也是理论上为何虽然存在冰反照率反馈、但地球不会陷入永久雪球地球状态的原因。

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       模拟结果表明,当太阳辐射量以比临界速率更快的速度下降,就算没有达到阳光入射量临界阈值,引发雪球地球的机率也更大。Constantin Arnscheidt 估计,太阳入射量如果在10,000 年时间内迅速下降约2%,就会进入雪球地球时代。地球上有哪些机制过程可能导致阳光入射量迅速减少?研究人员指出:火山爆发把大量气胶喷入大气、或是某些原始藻类可促进光反射云形成等,都有可能触发雪球地球。这项模拟告诉我们不只要警惕气候变化的幅度,还要多关注变化速度,并注意人为活动是否可能诱发导致阳光入射量减少的临界点。新论文发表在《皇家学会报告A》(Proceedings of the Royal Society A)。