Dünyanın jeolojik tarihinin büyük bir kısmı boyunca, paleoiklimi, büyük ölçüde, uzun vadeli bir gezegensel termostat görevi gören kıtasal silikat ayrışması sayesinde, yaşama elverişli kalmıştır.
Çin Bilimler Akademisi’nin (NIGPAS) Nanjing Jeoloji ve Paleontoloji Enstitüsü’nden Prof. Chen Jitao liderliğindeki bir araştırma ekibi, Güney Çin’de sürekli biriken Karbonifer’den Erken Permiyen’e kadar uzanan eğim dizisinden Kimyasal Değişim İndeksinin (CIA) 60 milyon yıllık bir kaydını geliştirdi.
Bölgesel kimyasal ayrışma yoğunluğunu ölçmek için jeokimyasal ve kil minerali kompozisyon analizlerini kullanan çalışma, Jeofizik Araştırma Mektupları.
Silikat ayrışması Dünya sisteminin evriminde kritik bir süreçtir: Sera gazlarını emerek atmosferik bileşimi değiştirir ve karasal besinleri deniz suyuna aktarır; bu etkiler okyanus kimyasını değiştirir ve denizin birincil verimliliğini artırır. Bu nedenle bilim adamları, Dünya sisteminin dengesini bozma veya korumadaki rolünü anlamak için jeolojik olaylar boyunca silikat ayrışmasını kapsamlı bir şekilde incelediler.
Geç Paleozoik Buzul Çağı (LPIA), Fanerozoik Eon’un en uzun ve en aşırı “buzhanesi” iklim olayı olarak duruyor. Önceki araştırmalar LPIA için iki temel tetikleyiciyi doğruladı: alçak enlem Hercynian Orojenezi (dağ inşası olayı) ve karasal bitkilerin evrimsel genişlemesi.
Her iki süreç de kıtasal silikat ayrışma akışlarını arttırdı ve atmosferik karbondioksiti (pCO) düşürdü.2) seviyeleri. Ancak bunların göreceli katkılarını ayırt etmenin zorlu olduğu kanıtlandı, çünkü küresel hava koşullarının temsili unsurları, hava koşullarının iyileştirilmesine ilişkin ortak etkileri kolayca ayırt edemiyor.
Araştırmacılar, iki sürücünün hava koşullarına maruz kalma yoğunluğu (WI) üzerindeki etkileri arasında teorik bir karşıtlığa dikkat çekti. Sabit arka plan koşulları altında, Hersiniyen Orojenezi, özellikle fiziksel erozyonun kimyasal ayrışmayı geride bıraktığı soğuk, kuru LPIA iklimi en düşük seviyelerinde, fiziksel aşındırma (erozyon) oranlarını hızlandırarak küresel ortalama WI’yi büyük olasılıkla azaltacaktır.
Buna karşılık, iyi gelişmiş karasal bitki sistemleri (örneğin, geniş yağmur ormanları) WI’yi artıracaktır: bitkiler, toprak ve kaya üzerindeki koruyucu “koruyucu” etkileri yoluyla kimyasal ayrışmayı hızlandırır ve aşındırmayı yavaşlatır.
Bu karşıt etki, özellikle (paleoiklim ve bitki evrimi tarafından şekillendirilen) bölgesel hava koşulları kayıtlarını küresel ölçekli verilerle karşılaştırarak, sürücülerin rollerini çözme fırsatı yaratıyor.
LPIA sırasında paleoekvatorun yakınında izole bir blok olan Güney Çin, ideal çalışma koşulları sunuyordu: Tektonik olarak stabil kaldı, Hercyniyen yükselişine minimum düzeyde maruz kaldı ve buzul-buzullararası döngülere karşı düşük hassasiyete sahipti. Daha önce yayınlanmış deniz suyu stronsiyum (Sr) ve lityum (Li) izotop veri kümeleriyle eşleştirildiğinde bölgenin jeolojik yapısı, ekibin bitki evrimi ve paleoiklimin hava koşulları üzerindeki etkilerini izole etmesine olanak tanıdı.
Güney Çin CIA kaydı, bölgesel kıtasal hava koşullarının yoğunluğunda dört aşamalı bir model ortaya çıkardı. Aşama I (333-316 My): Artan hava koşulları yoğunluğu, atmosferik pCO2’den değil, esas olarak paleotropik ormanların hızlı genişlemesinden kaynaklanmıştır (muhtemelen daha fazla yağışla eşleştirilmiştir).2 değişiklikler. Aşama II – IV (316–275 Ma): Hava koşullarının yoğunluğu atmosferik pCO2 ile güçlü bir korelasyon gösterdi; bu da iklimin (bitkiler yerine) baskın kontrol haline geldiğini gösteriyor.
Verilerini daha önce yayınlanmış verilerle entegre ederek 87Kıdemli/86Sr ve δ7Li kayıtlarına göre ekip ayrıca Geç Paleozoik sırasında küresel kıtasal hava koşullarının dört aşamalı bir yörüngesini de belirledi. Aşama I: Küresel hava koşullarının yoğunluğu Güney Çin’in tersi yönünde seyrediyor.
Bu, Hercyniyen orojenik yükselişinin, küresel silikat ayrışma akışlarındaki artışın çoğunu tetiklediğini ve tropikal orman genişlemesinin ikincil olarak katkıda bulunduğunu gösteriyor.
Aşama II – III: Küresel ve Güney Çin’de hava koşullarının yoğunlukları paralel seyrediyor ve pCO ile bağlantılı2 dinamikler: Aşama I’de hava koşullarının iyileştirilmesi atmosferik pCO’yu düşürdü2küresel soğumayı tetikliyor. Aşama IV: Hersiniyen orojeninin çöküşü paleotropiklerdeki aşındırma oranlarını azalttı, silikat ayrışmasını zayıflattı ve CO tüketme verimliliğini düşürdü2.
Araştırmacılar, bu çalışmanın ilk kez Geç Paleozoyik Buzul Çağı sırasında orojenez ve bitki evriminin silikat ayrışmasına olan göreceli katkılarını ayırt ettiğini ve Dünya sisteminin paleoiklim dinamikleri üzerine araştırmalar için temel ampirik kanıtlar sağladığını belirtti.
