2300万年前“木乃伊叶片”可以洞见未来地球气候变迁

每日一看4个月前发布 小彭
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据外媒报道,科学家对2300万年前古代森林中留下的植物化石进行了研究,结果显示,一些植物可能会随着二氧化碳指数的上升而迅速生长。 科学家在新西兰南部的一个古老湖泊中发现了保存非常完好的树叶化石,并首次将2300万年前树叶的高温气候与大气中高浓度的二氧化碳联系起来。

研究小组列出了一些能够更有效地利用二氧化碳进行光合作用的古老植物——光合作用是利用阳光为植物生产食物的生物过程。 这一发现可能为揭示植物的动态变化提供重要线索。 目前大气二氧化碳指数逐年上升。 接近远古指数。

由于植物吸收的二氧化碳远多于预期,种植数百万棵树真的能阻止气候变化吗? 我们可以从古代树叶化石中学到什么?

研究小组目前正在新西兰一个干涸的湖底钻探至100米深处,该湖位于一个直径约1.6公里的死火山口内。 钻探100米处发现的生物化石材料包括:植物、藻类、甲虫、苍蝇、真菌和其他生物体的遗骸,其历史可以追溯到中新世早期较温暖的时期,当时世界平均气温比美国高出3-7摄氏度。今天,大部分极地冰已经消失。

科学家们对于这一时期的二氧化碳指数仍然存在争议,这也是这项研究备受关注的原因之一。 令人惊奇的是,这些叶子基本上都是木乃伊化的,因此可以获得叶子的原始化学成分。 刀片的所有细微特征如下所示。 这些古老的叶子保存得如此完好,以至于可以看到它们有细密的叶脉和微小的毛孔,使叶子能够在光合作用过程中吸收空气并释放水分,这一过程可以在显微镜下观察到。

科学家们分析了不同沉积层中六种树种叶子中存在的化石叶子的不同碳化学形式或碳同位素。 这将有助于预测古代大气中的碳含量。 研究人员得出结论,当时大气中的二氧化碳含量约为0.045%。 此前的结论显示,古代大气二氧化碳含量约为0.03%,低于最新结论。

2300万年前“木乃伊叶片”可以洞见未来地球气候变迁

大气二氧化碳含量0.045%与前工业化时代的相应值相似,不足以解释中新世早期的较高气温。 受人类活动和汽车尾气排放影响,目前大气中二氧化碳含量约为0.0415%。 未来几十年,大气二氧化碳水平预计将达到0.045%左右,与2300万年前新西兰森林大气中的二氧化碳浓度相似。

同时,研究人员还分析了叶子小孔的几何形状和其他结构特征,并将其与现代叶子进行了比较。 他们发现古老的叶子通过气孔吸收碳的效率异常高,而且这种方法并没有蒸发太多的水。 对所有植物来说都是一个关键挑战。

将使树木能够在森林边缘的干燥地区生长,研究人员表示,树木的这种高效碳封存可能在北半球的温带森林地区很常见,而地球上的大部分土地都位于那里。

这些发现今天告诉我们什么?

当二氧化碳水平上升时,许多植物会提高光合作用速率,因为它们可以更有效地去除空气中的碳并在此过程中节约用水。 NASA卫星数据显示,“全球绿化效应”主要是由于近几十年来人类活动释放的二氧化碳水平不断上升所致。

据统计,自1980年以来,地球上四分之一至二分之一的植被面积中树木和植物的叶子数量增加了。 随着全球二氧化碳指数持续上升,这种现象将继续存在,但这份新的研究报告表明,人们不应该把这种现象视为好消息。

2300万年前“木乃伊叶片”可以洞见未来地球气候变迁

树木吸收二氧化碳的增加不会抵消人类活动释放到大气中的二氧化碳。 气温上升和由此产生的降水变化已受到严重破坏。

并非所有植物都能受益,而在那些确实受益的植物中,其结果可能会因温度、水或养分可用性而异。 现在的证据表明,当一些主要作物光合作用速度加快时,它们吸收的碳、锌和其他对人类营养至关重要的矿物质就会减少。

结果谁也说不准,这是对植物的另一种压力,但对某些生态系统来说可能是可怕的。

为什么这些古老的树叶保存得如此完好?

叶子化石沉积区位于新西兰南部城市达尼丁附近的一个农场。 在这个古湖的底部,周围的环境已经形成了数千万年连续的沉积层。 这个古老的湖泊很深,湖底的氧气含量很低。 这意味着尽管沉没在那里的古老树叶已有 2300 万年的历史,但保存得相对较好。 其中包括来自亚热带常绿森林的大量叶子,沉积区的黑色有机物质层与每年春天开花的富含硅的白色藻类交替出现。

该矿床的特点是近15年内才被发现,科学家将该矿床命名为“Maar”,是南半球唯一的此类矿床,但比北半球已知的少数类似矿床保存得更好半球。 (叶倾城)

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