一项新的研究称，格陵兰冰原的存在归因于过去一​​千五百万年来东南亚一小群岛屿的生长-从苏门答腊到新几内亚。

根据加利福尼亚大学伯克利分校，加州大学圣塔芭芭拉分校和法国图卢兹一家研究所的研究人员的分析，随着澳大利亚大陆将这些火山岛赶出海洋，岩石暴露于雨水和二氧化碳的共同作用下，这是酸性的。岩石中的矿物质溶解并被碳清洗并排入海洋，消耗了足够的二氧化碳来冷却地球，并在北美和北欧形成大量的冰盖。

加州大学伯克利分校地球与行星科学副教授，研究的高级作者尼古拉斯·斯旺森-海塞尔说：“ 在这些火山岛上，澳大利亚大陆的地壳正在推入这些火山岛，给了你真正的高山。” “因此，在温暖湿润的地区，以及拥有自然吸收碳的能力的许多岩石类型中，您的土地面积增加了很多，而且非常陡峭。”

从大约一千五百万年前开始，这座热带山区建筑在大气中吸收了二氧化碳，从而降低了温室效应的强度并为地球降温。大约三百万年前，地球的温度已经足够凉爽，可以使雪和冰在整个夏天保持存在，并在北半球长成巨大的冰盖，就像今天的格陵兰一样。

一旦北半球的冰盖生长，其他气候动力就会导致每40,000至100,000年的冰川最大和最小循环。在大约15,000年前的最新冰川最高峰时，大量的冰盖覆盖了加拿大大部分地区，美国北部，斯堪的纳维亚半岛和不列颠群岛的大部分地区。

斯旺森-海塞尔说：“如果不是由于东南亚诸岛发生的碳固存，我们就不会以包括格陵兰冰盖以及这些冰川和冰川间的循环在内的气候为最终结局。” “我们不会超过这个大气CO 2阈值来引发北半球冰盖。”

由于人类排放物增加了大气中二氧化碳的浓度，北部冰盖的周期性增长和下降(冰川最大和最小周期)可能被推迟了。

Swanson-Hysell说：“这一过程耗费了数百万年，而我们在100年后逆转了。” “在接下来的数万至数十万年中，东南亚等地的地质过程将再次降低大气中的CO 2含量-当人类面临当前全球变暖的影响时，这一步伐令人沮丧地缓慢。”

加州大学伯克利分校的博士生Yum Park，Swanson-Hysell及其同事，包括加州大学圣塔芭芭拉分校的Francis Macdonald和图卢兹环境科学的YvesGoddéris，将在本周的《美国国家科学院院刊》上发表他们的发现。

岩石固碳的风化

长期以来，地质学家一直在猜测周期性加热和冷却行星，偶尔用冰覆盖整个地球并将其转变为所谓的雪球地球的过程。

一旦科学家们意识到，在数百万年的历史中，构造过程像巨大的拼图碎片一样在地球上移动着陆地，他们寻求在大陆运动(和碰撞)与冰河时期之间建立联系。地球轨道的周期是导致40,000或100,000年的温度波动(覆盖长期变暖和冷却)的原因。

在过去的五千万年中，亚洲喜马拉雅山脉在中纬度地区的崛起一直是降温和在没有冰盖的延长地质间隔之后开始冰川气候的主要人选。然而，几年前，Swanson-Hysell和Macdonald看到，热带地区的山区建设与过去5亿年的冰期开始与时间间隔之间存在相关性。

在2017年，他们提出4.45亿年前的主要冰河时代是由热带地区的山区建筑引发的，随后在2019年，冰川气候的最后四个时间间隔以及各大洲和热带地区之间的碰撞更加完整地相关了岛弧。他们认为，增加岩石暴露量与可以隔离碳的矿物质和充足的热带雨水的结合，对于从大气中吸收二氧化碳特别有效。

该过程涉及对消耗二氧化碳的岩石进行化学溶解，然后将其锁定在碳酸盐矿物中，从而在海洋中形成石灰岩。Swanson-Hysell说，您在海滩上发现的贝壳中的钙可能来自世界另一端的热带山脉。

Swanson-Hysell说：“我们建立了有关这些类型的山区建筑事件的新数据库，然后重建了这些事件发生的纬度。” “然后，我们看到，当在热带地区(东南亚地区)建造大量此类山峰时，会出现大量的降温。东南亚岛屿是我们也看到的最佳过程的类似物过去。”

在当前的论文中，Park，Swanson-Hysell和Macdonald与Goddéris合作，更精确地模拟了随着东南亚岛屿面积的变化而产生的二氧化碳水平。

研究人员在过去的1500万年中随着岛屿的增长重新建立了它们的大小，主要集中在最大的岛屿：爪哇，苏门答腊，菲律宾，苏拉威西岛和新几内亚。他们计算得出，这些岛屿的面积从1500万年前的30万平方公里增加到今天的200万平方公里。加州大学圣塔芭芭拉分校的研究生埃里尔·安提拉(Eliel Anttila)是加州大学伯克利分校的地球与行星科学本科生，并且是该论文的合著者，为研究的这一方面做出了贡献。

然后，他们使用Godderis的GEOCLIM计算机模型来估算这些岛屿的生长如何改变大气中的碳水平。与UC Berkeley博士后学者Pierre Maffre一起，他最近获得了博士学位。在Godderis的实验室中，他们更新了模型，以说明不同岩石类型的可变影响。该模型与气候模型关联，以便将CO 2含量与全球温度和降水联系起来。

他们发现，通过从海洋沉积物中的氧同位素组成重建的结果，太平洋东南边缘的土地面积增加与全球降温相对应。尽管斯旺森·海塞尔(Swanson-Hysell)承认，估算一百万年前的CO 2水平是困难且不确定的，但从该模型推断出的二氧化碳水平也与一些基于测量的估算值相匹配。

根据他们的模型，仅东南亚岛屿的化学风化就将CO 2的水平从1500万年前的500百万分之一(ppm)降低到500万年前的大约400 ppm，最后降低到工业化前的280水平ppm。化石燃料的燃烧，已经使水平碳的二氧化碳在大气中尚未看到地球上亿万年的411 ppm的层次。

虽然估计北极冰川的临界值约为二氧化碳的 280 ppm ，但南极冰盖形成的临界值却高得多：约为750 ppm。这就是为什么南极冰盖的形成要比北极的冰盖形成的时间更早(大约3400万年前)。

尽管研究人员的模型不允许他们隔离喜马拉雅山脉上升的气候影响，但仅在东南亚岛屿地区的情景就可以解释北半球冰盖的出现。他们确实探索了大约在同一时间发生的火山事件的影响，包括大量的熔岩流或洪水玄武岩，例如埃塞俄比亚和北美的那些(哥伦比亚陷阱)。尽管有人提议将这种岩石的风化作为冰河时代的触发因素，但该模型表明，与东南亚岛屿的崛起相比，这种活动的作用很小。

作者总结说：“这些结果表明，地球的气候状况对热带地理的变化特别敏感。”

斯旺森·海塞尔(Swanson-Hysell)称赞该校区的法国伯克利基金会(Berkeley Fund)为与Goddéris的初步合作提供了资源，并获得了美国国家科学基金会(NSF)的“地球科学前沿研究”计划的一笔巨额合作资金，以进一步开展本文所涉及的研究。

法国-美国团队计划模拟其他过去的冰河时代，包括4.45亿年前的奥陶纪冰期，2017年，斯旺森-海塞尔和麦克唐纳提出的冰河碰撞是由类似于今天在东南亚诸岛发生的碰撞触发的。那次碰撞发生在阿巴拉契亚山脉建设的第一阶段，当时的美国东部地区位于热带地区。