实验室数据首次阐明奥陶纪冰河期发生机制

第一批植物登上陆地并非仅仅为浅褐色的风景增添了一抹绿色。根据一项新的研究，它们戏剧性地加速了暴露岩层的自然分解，并从大气中吸收了大量可使行星变暖的二氧化碳气体，最终将地球气候送入了一个大的冰河期。

在大约4.6亿年前的奥陶纪时期，大气中的二氧化碳浓度是当前水平的14倍到22倍，而全球的平均温度也比现在高约5摄氏度。英国艾克赛特大学的地球科学家Tim Lenton表示，气候模型显示，当时不可能发生普遍的冰川作用，除非二氧化碳浓度下降至原有水平的1/8。Lenton同时指出，当时的太阳比现在要昏暗6%，因此温室气体的全球变暖效应并不是很强烈。

然而，从距今4.55亿年前开始，在大约1000万年的时间段里，地球经历了两个主要的冰川作用。这些冰川作用对之前在陆地周围的浅海中茁壮成长的物种大灭绝起到了关键作用。

Lenton表示，长期以来，科学家们一直在研究这两次突然来临的寒潮。他强调，发生在硅酸盐矿物质中的化学风化作用能够自然而缓慢地消耗大气中的二氧化碳，从而形成硅酸盐矿物质，并暂时锁住碳。然而目前的地球化学模型表明，这一过程并不足以使二氧化碳水平降至足够低，从而发生两次冰河期，同时也无法解释它们的突然来临。并未参与此项工作的英国谢菲尔德大学的古植物学家Charles Wellman表示：“如何解释这些冰川作用一直是一个难题。”

如今，Lenton及其同事提出，陆地植物的进化可能引发了冰川作用——他们用实验室数据支持了自己的观点。

在这项研究中，科学家使用现代苔藓类植物进行了实验，结果证实它们在岩石上生长时，确实有较强的减少空气中二氧化碳的能力。

研究人员推断，那时类似今天苔藓的植物刚登上陆地，它们为了生长，要从脚下的岩石中吸收钙、镁、磷等矿物，而这个过程中的化学反应会吸收空气中的二氧化碳。在当时这个机制吸收二氧化碳的效果比光合作用更强。由于这些植物的大量生长，地球大气中的二氧化碳显著减少，与之相应的是温室效应减弱，导致地球温度下降，并最终引发冰河期。

研究人员日前在《自然—地球科学》网络版上报告了这一研究成果。

Wellman表示，研究小组在其试验中所使用的苔藓类植物或许能够相当不错地模拟那个时代的原始植物，“并可能对气候产生剧烈影响”。他强调，其所增加的风化作用亦非常明显。

美国尤金市俄勒冈大学的古植物学家Gregory Retallack说：“我认为他们非常正确。”并且他强调，这两个冰河期可能并非唯一的例子。Retallack指出，化石记录表明，“每当植物出现一次大的进化，全球便会降温”。

Lenton指出，虽然研究结果说明植物能对气候产生巨大影响，并且它们今天仍在持续发挥这种作用，但其效果已远远赶不上人类排放温室气体所造成的影响。要把迄今大气中人类排放的温室气体完全清除，地球上的植物估计要花费数百万年。留学人才网（海归人才网）http://www.liuxuehr.com 为广大海外高层次人才提供回国就业、创业机会，关注海归生活。高层次人才交流QQ群：106247053 留学人才网微博：http://weibo.com/liuxuehr