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根据最新发表在“地球与行星科学通讯”杂志上的一项研究,美国西部地下深处埋藏着一个巨大的熔融态碳湖泊,面积达180万平方公里,几乎占据了美国五分之一的面积,也使得科学家们不得不重新计算并向上修正地球上的碳总量。这究竟意味着什么呢?







这个巨大的碳“水库”是由太平洋构造板块俯冲潜入美国西部下面的上地幔形成的。岩石中的碳酸盐在1000℃的高温下熔化成液态,产生大量碳酸根离子,使得地幔导电,同时产生特征性地震模式,可以由地球表面敏感的传感器拾取。

科学家们使用了世界上最大的,由583个传感器组成的地震阵列采集了这些数据,发现这个碳湖泊埋藏在地表下约350公里处,深度在20到70公里之间,覆盖面积等于法国、德国、意大利和西班牙的总和。

这项研究表明,地球上的其它俯冲带附近可能也有更多这样的湖泊,地球的碳总量被严重低估,地球上的实际碳总量可能高达100万亿吨。

2011年地球上的碳排放为100亿吨,如果新的估计正确,这个排放量仅相当于地球碳总量的万分之一。

碳循环是指生命的基本元素碳在地球上的回收和重复利用,是地球生命持续存在的关键。二氧化碳通过火山爆发等形式释放到大气中,细菌和藻类通过光合作用分解二氧化碳并产生氧气,在漫长的岁月里将地球改造成适合生物多样性的环境。

二氧化碳又通过降雨、生物遗骸等渠道沉积到地层里,随着板块潜没回到地幔,完成一次循环。虽然人类消耗大量矿物燃料会对碳循环产生巨大影响,造成气候的急剧变化,但长期缓慢变化的碳的地球化学大循环才是地球环境最主要的控制因素,很可能也是生物长期演化的关键因素。

从这个方面来说,这项发现不仅可以让我们更深刻地了解地球的内部结构,也将对我们研究地球未来气候的长期变化产生重要影响,进而影响到对生命演化和环境的重新认识。
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