气候变化导致气温升高，也增加了风暴、大雨和洪水的可能性——最近德国阿尔河谷的洪水灾害就是这样的一个例子。在这方面，我们需要问自己的是，气候从大气中二氧化碳增加引起的变暖中恢复的速度有多快。
德国美因茨约翰内斯古腾堡大学 (JGU) 的 Philip Pogge von Strandmann 教授着手研究这方面，考虑到 5600 万年前全球气温显着升高 5 到 8 摄氏度——这是全球最快的自然周期。影响我们气候的变暖，被称为古新世-始新世热最大值 (PETM)。它很可能是由火山喷发引发的，火山喷发向大气中释放了大量二氧化碳或 CO2。我们知道温度越高，岩石风化的速度就越快，此外，如果有大量的 CO2在大气中，其中一些会与水反应，形成碳酸——正是这种酸促进和加速了风化过程。由于风化过程，这种大气中的碳最终会通过河流进入海洋，在那里它以碳酸盐的形式结合 CO2并形成一个持久的海洋二氧化碳库。
“我们的理论是，如果岩石因温度升高而风化得更快，它还有助于将大气中的大量二氧化碳转化为海水中的不溶性碳酸盐——这意味着，从长远来看，CO2水平最终会再次下降，气候最终会恢复，”Pogge von Strandmann 解释说。这种效应可能有助于在数十亿年中保持地球气候相当稳定，甚至可能阻止地球上所有生命的完全灭绝。
岩石风化有助于气候稳定
为了验证这一理论，Philip Pogge von Strandmann 教授和他的团队决定分析 5600 万年前变暖事件期间发生的风化过程。他们的发现表明该理论很可能是正确的。“由于全球变暖，那段时间的岩石风化增加了 50%;侵蚀——风化的物理部分——实际上增加了两倍。温度升高的另一个后果是蒸发量、降雨量和风暴也增加了，从而导致了更多的侵蚀。由于岩石风化加剧，气候趋于稳定，但这需要 20,000 到 50,000 年的时间，”Pogge von Strandmann 在总结团队的发现时说。
但是研究人员是如何得出这些结论的呢?毕竟，这些风化过程发生在 5600 万年前。答案在于岩石本身。当岩石溶解时，它们会释放出锂——准确地说是锂 6 和锂 7 的同位素——它们会逃逸到任何周围的水中。水中存在的同位素锂 6 和锂 7 的比例取决于风化的类型，换言之，风化产生的侵蚀量。在海底发现的粘土主要储存锂 6，而锂 7 留在水中。
研究小组进行了两种类型的科学研究：他们检查了 5600 万年前形成的海洋碳酸盐——一种从水中吸收化学成分的岩石。他们还研究了同样在此期间形成的丹麦和斯瓦尔巴群岛的粘土矿物，研究了这两种不同矿物中锂同位素的相对比例。研究人员能够利用获得的数据得出有关 5600 万年前风化和气候的结论。他们的研究结果发表在《科学进展》杂志上。
古新世-始新世热最大值也被用作模拟以得出关于当前和未来全球变暖率的结论。作者指出，未来风化和侵蚀，包括土壤侵蚀，以及风暴都可能增加——德国最近的洪水就是这种情况的征兆。
