山体抬升对温室效应的影响：不同风化速度可封存/排放二氧化碳

原标题：山体抬升对温室效应的影响：不同风化速度可封存/排放二氧化碳 来源：cnBeta.COM

近日，由德国地球科学研究中心（GFZ）的 Aaron Bufe 和 Niels Hovius 领导的一支研究团队利用不同的岩石侵蚀速度，研究了岩石的上升和侵蚀如何平衡碳的排放和吸收。令人惊讶的结果是：在高侵蚀率下，风化过程会释放二氧化碳；在低侵蚀率下，它们会从大气中封存碳。该研究已发表在《自然地球科学》上。

这一切的背后是构造和化学过程。尤其是在快速生长的山区，地壳结构的抬升和侵蚀不断将新鲜的岩石材料从地下带上来。在那里，它暴露在循环的酸性水中，溶解或改变了岩石。

根据岩石的类型，这种风化作用对地球气候的影响非常不同。例如，如果土壤中的碳酸与硅酸盐矿物接触，石灰石（碳酸钙或 CaCO3）就会沉淀下来，碳就会在其中被束缚很长时间。在黄铁矿等含硫矿物与石灰石结合的情况下，情况正好相反。黄铁矿与水和氧气接触时形成的硫酸会溶解碳酸盐矿物，从而产生二氧化碳。

这种造山和化学风化之间的关系，被认为会影响我们地球上数百万年的气候。但阿尔卑斯山或喜马拉雅山的生长究竟是如何影响气候的？是硅酸盐风化加速，导致气候变冷？还是以硫酸溶解石灰石为主，促使大气中的二氧化碳浓度上升，随之而来的是全球气候变暖？

这些问题可以在中国台湾南部找到答案。台湾位于一个俯冲带，即海洋板块在亚洲大陆下方滑动的地方。这种俯冲导致山体快速生长。岛的中心已经屹立了几百万年，而南端却刚刚从海里冒出来。

在研究中，研究人员以不同的侵蚀速度对从这些山脉中收集水的河流进行了采样。从溶解在河流中的物质中，研究人员估计了风化物中硫化物、碳酸盐和硅酸盐矿物的比例。这些结果使他们能够估算出被封存的二氧化碳量和风化反应释放的二氧化碳量。第一作者Aaron Bufe报告说："我们发现，在中国台湾最南端，大气中的二氧化碳封存占主导地位。然而，在更北的地方，山体侵蚀速度更快，碳酸盐和硫化物风化速率占主导地位，二氧化碳被释放出来。"

那么，山脉的风化是否会增加大气中的二氧化碳呢？Aaron Bufe说：

我们可以对台湾做比较好的说明。在这个最活跃的山地带中，由于化学风化，似乎是大气中二氧化碳的净排放者。但是，当从山上冲下来的沉积物被困在广阔的冲积平原上时，也许故事就会发生变化；比如在喜马拉雅山脚下或阿尔卑斯山上。这些沉积物往往富含硅酸盐，其风化作用会封存二氧化碳。

此外，造山不仅将含有黄铁矿和碳酸盐的沉积岩带到了地球表面，还将由凝固的岩浆形成的岩石类型带到了地球表面，其中含有许多新鲜的硅酸盐，这些硅酸盐的风化速度很快。在我们完全了解风化对地球气候的净影响之前，研究人员还有一些山要爬。