即使是湿润的森林也可能因气候变化而燃烧

CU Boulder科学家的最新研究表明，数百万年前，由富含氧气的大气层引发的大火席卷了整个星球，甚至在潮湿的森林中也燃烧着。

今天发表在《自然地球科学》上的这项研究提供了地球化学证据，表明森林大火急剧膨胀，在超过9000万年前的100,000年间，可能燃烧多达30%或40%的全球森林。尽管干旱条件加剧了当今的大火，但他们发现，由于全球气候变化，即使在潮湿地区，此期间的森林大火也有所增加。

第一作者，最新博士学位的加里特·布迪诺特(F. Garrett Boudinot)说：“研究地球历史上的这一时期可以揭示现代和未来地球在全球变化下的行为方式。” 毕业于地质科学系。

Boudinot分析了大约9400万年前在白垩纪时期跨越一个称为“海洋缺氧事件2”(OAE2)的岩心的样本。他发现，在此事件开始时，海洋中埋藏的碳量增加与发生野火的迹象有关，这可能是由于大气中氧气增加引起的。

布迪诺特说：“大气中含有更多的氧气的后果之一是更容易燃烧火焰。” “这就是你用炭烬吹起火的原因。”

大气中大量的二氧化碳(就像地球到2100年的预期一样)开始了这一循环。

在OAE2开始之前的50,000年中，藻类和陆地植物通过光合作用将这些碳吸收到海洋中，导致微生物呼吸增加，这导致海洋的某些部分变得缺氧甚至无氧，这被称为缺氧。如今，在一个地方，太多的养分最终聚集在水域中，例如密西西比河河口，多余的肥料径流积聚并喂食藻类，然后被消耗氧气的微生物吞噬，形成一个死区，在水中存在同样的过程。在这些类型的缺氧水中，从大气中存储的有机碳被埋在沉积物中，而作为二氧化碳(CO 2)一部分的氧气则释放到大气中。

在经历了100,000年的海洋缺氧事件之后(由于温度升高而加剧)，全球海洋中的沉积物已经存储了足够的有机碳，使得大气中变得富含氧气，以至于它可能促进了多达40%的氧气燃烧。即使在潮湿的地区，地球上的森林也如此。

今天，地球正经历与本周期开始时类似的转变，二氧化碳在大气中积累，营养物质在海洋中积累。如果继续以同样的方式发展，历史将在未来重演，从今天起只有几百年到几千年。

布迪诺特说：“它突出表明，将二氧化碳排入大气层并将养分排入海洋并不仅有可能升高全球温度。它还对行星的基本生物地球化学或生态产生了重大影响，例如森林如何应对火势。”现在在科罗拉多州野生动物委员会的外展工作。

地球历史上的一个谜

Boudinot从未打算对在犹他州钻探的岩心进行森林大火残留的分析。为了更好地了解OAE2的其他各个方面，包括对海洋生态系统如何响应地球历史上当时的全球变化，进行了钻探。

但是他同时也在进行另一个实验，使用一种分析方法来识别其他时间和地点的岩石样本中森林大火的分子示踪剂。这些示踪剂称为多环芳烃或PAH，有时也称为“吡咯PAH”。

在犹他州的岩心中，有近9400万年前保存下来的充满有机物的黑色页岩，当时该国的那部分被海覆盖。所以布迪诺特想为什么不呢?并在OAE2岩心上进行了相同的测试，发现其中含有大量的吡咯PAH。

研究的资深作者，地质科学教授，北极与高山研究所研究员朱利奥·塞普尔维达(JulioSepúlveda)说：“这些有机分子基本上是分子化石。”

这些分子也与火本身的温度有关。他们指出了由森林大火造成的高温大火。

OAE2的火力间隔时间也越来越长，这对地质学家来说也是一个谜。这个新的地球化学数据不仅坚如磐石，而且还代表了事件的详细演变-每个数据点都代表了较短的时间段。这使科学家们更加清楚地了解海洋中的碳存储与大气中的氧气含量和全球温度之间的关系，以及这些气候反馈发生的速度。

虽然科学家怀疑火山活动是地球历史上此事件开始之前大气中二氧化碳过多的原因，但布迪诺特认为这与当今人类排放的二氧化碳相似。

布迪诺特说：“这一发现凸显了气候变化的长期影响。我们现在正在引起的气候变化，如果我们不解决它，就不是我们必须解决的问题。” “地球历史上的气候变化史告诉我们，影响确实是持久的。”

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