Событие Azolla является сценарий гипотетически произошло в середине эоцена эпохи, [1] около 49 миллионов лет назад , когда расцветает из пресноводного папоротника Azolla , как полагают, произошло в Северном Ледовитом океане . Когда они опустились на застоявшееся морское дно, они растворились в осадке ; в результате водоразбора вниз из углекислого газа было предположение, что помогли превратить планету от « парникового Земли государства», достаточно горячей для черепах и пальмовых деревьев , чтобы процветать на полюсах, на текущий леднике Землиизвестный как позднекайнозойский ледниковый период .
Геологические свидетельства события [ править ]
В осадочных слоях по всему Арктическому бассейну можно различить толщу толщины не менее 8 м (дно самого длинного керна не было обнаружено, но, возможно, оно достигло 20 м + [ необходима цитата ] ). Этот блок состоит из чередующихся слоев; кремнистые обломочные слои, представляющие собой фоновое осаждение планктонных организмов, обычное для морских отложений, сменяются прослоями толщиной в миллиметр, содержащими окаменелое вещество азоллы . [2] Это органическое вещество также можно обнаружить в виде всплеска гамма-излучения., который был отмечен во всем Арктическом бассейне, что сделало это мероприятие полезным подспорьем в выстраивании кернов, пробуренных в разных местах. Палинологический контроль и калибровка с помощью записи геомагнитной инверсии с высоким разрешением позволяют оценить продолжительность события в 800 000 лет. [1] Событие точно совпадает с катастрофическим падением уровня углекислого газа , который упал с 3500 ppm в раннем эоцене до 650 ppm во время этого события. [3]
Азолла [ править ]
Азолла считается «супер-заводом», поскольку она может потреблять до тонны азота с акра в год [4] (0,25 кг / м 2 / год); это соответствует 6 тоннам на акр выбросов углерода (1,5 кг / м 2 / год). Его способность использовать атмосферный азот для роста означает, что основным ограничением его роста обычно является доступность фосфора: углерод, азот и сера являются тремя ключевыми элементами белков, а фосфор необходим для ДНК, РНК и энергетического обмена. Растение может расти с большой скоростью в благоприятных условиях - умеренное тепло и 20 часов солнечного света, оба из которых были очевидны на полюсах в раннем эоцене - и может удвоить свою биомассу за два-три дня в таком климате. [1] Такая скорость роста отталкивает растения от солнечного света, где происходит их гибель и связывание углерода.
Условия проведения мероприятия [ править ]
В раннем эоцене континентальная конфигурация была такой, что Арктическое море было почти полностью отрезано от более обширных океанов. Это означало, что перемешивание, обеспечиваемое сегодня глубоководными течениями, такими как Гольфстрим, не произошло, что привело к образованию стратифицированной водной толщи, напоминающей сегодняшнее Черное море . [5] Высокие температуры и ветры привели к сильному испарению, увеличению плотности океана и - из-за увеличения количества осадков [6] - высокому расходу из рек, питающих бассейн. Эта пресная вода с низкой плотностью образовывала нефелоидный слой , плавающий на поверхности плотного моря. [7] Даже нескольких сантиметров пресной воды будет достаточно для колонизации Азоллой.; кроме того, эта речная вода будет богата минералами, такими как фосфор, который она будет накапливать из ила и горных пород, с которыми она взаимодействует, когда пересекает континенты. Известно, что для дальнейшего содействия росту растений концентрация углерода (в форме диоксида углерода) в атмосфере в это время была высокой. [3]
Одного цветения недостаточно для геологического воздействия; чтобы навсегда снизить выброс CO 2 и вызвать изменение климата , углерод должен улавливаться захороненными растениями, а остатки должны быть недоступны для разлагающихся организмов. Бескислородное дно арктического бассейна, являющееся результатом многослойной водной толщи, позволило именно это: бескислородная среда подавляет активность разлагающихся организмов и позволяет растениям сидеть без гниения, пока они не будут погребены в осадках.
Глобальные эффекты [ править ]
При 800000 лет периодов цветения азоллы и покрытии бассейна площадью 4 000 000 км 2 (1 500 000 кв. Миль), даже по очень консервативным оценкам, захоронение растений могло бы изолировать более чем достаточно углерода, чтобы объяснить наблюдаемое 80% -ное падение CO 2 этим. только явление. [ Требуется цитата ] Другие факторы почти наверняка сыграли свою роль. Это падение инициировало переключение с теплицы на нынешнюю ледяную Землю ; Арктика остыла со средней температуры поверхности моря 13 ° C до сегодняшних −9 ° C [1], и остальная часть земного шара претерпела аналогичные изменения. Возможно, впервые в своей истории [8] на планете были ледяные шапки на уровнеоба его полюса. Очевидно, что геологически быстрое понижение температуры между 49 и 47 миллионами лет назад , вокруг события Азолла , очевидно: дропстоуны (которые принимаются как свидетельство наличия ледников) после этого стали обычным явлением в арктических отложениях. Это происходит на фоне постепенного, долгосрочного похолодания: свидетельства широко распространенного северного полярного замерзания стали обычным явлением только 15 миллионов лет назад . [9]
Альтернативные объяснения [ править ]
В то время как зеленый Северный Ледовитый океан является жизнеспособной рабочей моделью, скептически настроенные ученые отмечают, что колонии азоллы в дельтах рек или пресноводных лагунах могут быть снесены в Северный Ледовитый океан сильными течениями, что устранит необходимость в пресноводном слое. [9] [10]
Экономические соображения [ править ]
Большая часть текущего интереса к разведке нефти в арктических регионах направлена на месторождения Азолла [ необходима цитата ] . Захоронение большого количества органического материала обеспечивает нефтематеринскую породу , поэтому, учитывая правильную термическую историю, сохранившиеся цветы азоллы могли быть преобразованы в нефть или газ. [11] В Нидерландах была создана исследовательская группа, посвященная Азолле . [12]
Возраст Земли = 4540 миллионов лет (слева). Сложная жизнь началась с палеозоя .
«Эпохой динозавров» был мезозой . Люди, использующие орудия, появились в крайне правом углу лишь последние несколько миллионов лет.
См. Также [ править ]
- Палеоцен-эоценовый термальный максимум
Ссылки [ править ]
- ^ a b c d Brinkhuis H, Schouten S, Collinson ME, Sluijs A, Sinninghe Damsté JS, Dickens GR, Huber M, Cronin TM, Onodera J, Takahashi K, Bujak JP, Stein R, van der Burgh J, Eldrett JS, Harding IC, Lotter AF, Sangiorgi F, van Konijnenburg-van Cittert H, de Leeuw JW, Matthiessen J, Backman J, Moran K (2006). «Эпизодические пресные поверхностные воды в эоцене Северного Ледовитого океана». Природа . 441 (7093): 606–609. Bibcode : 2006Natur.441..606B . DOI : 10,1038 / природа04692 . ЛВП : 11250/174278 . PMID 16752440 .
- ^ Waddell, LM; Мур, TC (2008). «Соленость эоцена Северного Ледовитого океана по изотопному анализу кислорода карбоната костей рыб» (PDF) . Палеоокеанография . 23 (1): н / д. Bibcode : 2008PalOc..23.1S12W . DOI : 10.1029 / 2007PA001451 .
- ^ а б Пирсон, ПН; Палмер, MR (2000). «Концентрация двуокиси углерода в атмосфере за последние 60 миллионов лет». Природа . 406 (6797): 695–699. Bibcode : 2000Natur.406..695P . DOI : 10.1038 / 35021000 . PMID 10963587 .
- ^ Белнапа, J. (2002). «Фиксация азота в биологических корках почвы на юго-востоке штата Юта, США» . Биология и плодородие почв . 35 (2): 128–135. DOI : 10.1007 / s00374-002-0452-х .
- Перейти ↑ Stein, R. (2006). «Палеоцен-эоцен (« оранжерея ») палеосреды Северного Ледовитого океана: последствия данных об органическом углероде и биомаркерах (IODP-ACEX Expedition 302)» (аннотация) . Аннотации геофизических исследований . 8 : 06718 . Проверено 16 октября 2007 .
- ^ Гринвуд, Д. Р., Бейсингер, Дж. Ф. и Смит, Р. Ю. 2010. Насколько влажными были тропические леса арктического эоцена? Оценки осадков палеогеновой арктической макрофлорой. Геология, 38 (1): 15 - 18. [ постоянная мертвая ссылка ] . DOI : 10,1130 / G30218.1
- ^ Глисон, JD; Thomas, DT; Мур, ТС; Блюм, JD; Оуэн, РМ (2007). «Структура водной толщи Северного Ледовитого океана в эоцене на основе прокси изотопов Nd-Sr в остатках ископаемых рыб» (PDF) . Проверено 3 ноября 2007 .
Sr
-
Nd
изотопная запись [...] свидетельствуют о слабо смешанном океане и сильно расслаивается столб воды с бескислородными донными вод.
Стабильный верхний слой «пресной» воды, вероятно, был характерной чертой эоценового Северного Ледовитого океана.
[ постоянная мертвая ссылка ] (полный текст аналогичной статьи на doi: 10.1029 / 2008PA001685 ) - ^ Это почти наверняка первый раз, когда в фанерозое на планете было биполярное оледенение; присутствовал ли он во время неопротерозойской « Земли снежного кома », является предметом споров.
- ^ a b Тим Аппенцеллер (май 2005 г.). «Великий зеленый север» . National Geographic .
- ^ Невилл, Лос-Анджелес, Грасби, SE, Макнил, DH, 2019, Ограниченная пресноводная шапка в эоцене Северного Ледовитого океана. Научные отчеты (2019) 9: 4226. DOI : 10.1038 / s41598-019-40591-ш
- ^ АНДРЕЙ К. РЕВКИН (2004-11-20). «Под всем этим льдом, может быть, нефть» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 17 октября 2007 .
- ^ Исследовательская команда Azolla
