根据新的生物地球化学模型，粘土的形成延长了4000万年前的全球变暖事件

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中始新世气候最佳期(MECO)和相应地表条件之前、期间和之后的风化强度德林杰回旋镖图。学分:自然地球科学(2023)。DOI: 10.1038/s41561-023-01234-y

（）据美国物理学家组织网（汉娜·伯德）：全球变暖不仅仅是现代事件，而是几千年来地球地质历史的一个显著特征。一个这样的事件发生在大约4000万年前，持续了大约40万年，被称为中始新世气候最佳期(MECO)。

与始新世早期的气候扰动相比，这一事件被认为是异常漫长的，例如大约5600万年前的古新世-始新世极热，持续了大约20万年。发表在《自然地球科学》上的新研究表明，MECO可能受到岩石风化变化的影响，特别是硅酸盐矿物的风化，如石英、长石、云母、辉石和粘土。迈克尔·亨内汉在同一期杂志上发表了一篇关于这项研究的新闻与观点文章。

硅酸盐岩石的化学风化有助于平衡大气中二氧化碳水平的上升，因为这种气体溶解在雨水中，酸性产物随后风化岩石，形成新的矿物质，并经常产生碳酸钙，然后储存在海底。因此，从大气中吸收二氧化碳有助于减少温室效应，从而降低地球温度。

来自英国伦敦大学学院的Alexander Krause博士及其同事对从赤道和南大西洋以及赤道太平洋的海洋钻探项目中获得的海底碳酸盐岩岩心进行了分析。他们测量了锂同位素比率(同一种元素但具有不同原子质量的相对丰度，6Li和7Li，这里称为δ7Li)，这被认为是硅酸盐风化的指标。

研究小组在δ7Li中发现了一个明显的约3‰的正峰值，与气候变暖相一致。值得注意的是，这是在变暖事件期间记录的唯一已知的正δ7Li。他们将此归因于风化方式的变化，从一致(原生矿物的完全溶解)到不一致(部分溶解，伴随沥滤和改造，产生新的次生矿物)。

虽然源岩的侵蚀对锂同位素没有影响，但次生矿物(如粘土)的形成优先结合轻6Li，使周围环境富含7Li，特别是来自陆地径流的河流。因此，河流中的δ7Li是岩石侵蚀的直接指标，数据表明MECO期间增强的粘土形成隔离了碳酸盐形成组分。

在被移除之前，锂在海洋中的停留时间约为100万年，因此研究人员表示，δ7Li在大约40万年的MECO时间间隔内的显著变化是显著的。先前的研究表明，变暖事件与负锂同位素相关，但这项新研究表明，所有三个地点的情况都相反。Krause博士和合作者解释说，在以前的研究中，热液流体流入了这些地点，而在这项研究中，这一证据在任何地点都不明显。



从大洋钻探计划站点1263(南大西洋)和U1333(赤道太平洋)获得的中始新世气候最佳期(约4042.5万年至约4002.3万年前)的锂和锇同位素趋势。学分:自然地球科学(2023)。DOI: 10.1038/s41561-023-01234-y

利用一个新开发的建模系统(CARLIOS生物地球化学箱模型)，研究小组利用大气二氧化碳和温度的估计值以及锂同位素数据，重现了海洋酸度和深度碳酸钙饱和度等八种情景下MECO的特征。

其中只有一种情况充分再现了预期的MECO条件，即火山活动导致大气中二氧化碳含量增加，但碳酸钙岩石受到侵蚀的可能性减少，加上海水中镁含量减少，影响了方解石的溶解度。因此，结果是碳酸盐溶解快于沉积。克劳斯博士和同事的建议是，陆地上更多的粘土地层将保留钙和镁，它们被土壤中的粘土吸引，从而减少到达海洋的钙，在海底形成碳酸盐。

这种情况下的风化状态绘制在德林杰回旋镖上，以确定风化强度的变化。在MECO之前，随着海平面下降，高纬度洪泛平原的侵蚀相对较低，热带地区的小块地区近地表气温可能达到30℃以上，导致全球次生矿物的净溶解。

然而，随着时间的推移，水文循环和火山活动增加，熔岩流切割基岩，这将改变为原生矿物侵蚀模式，形成次生粘土。这些粘土吸收了钙和镁，破坏了钙向海洋的迁移和碳酸盐-硅酸盐循环(陆地硅酸盐岩石溶解和海洋碳酸盐形成)。最后，将达到一个临界点，从而循环再次逆转，粘土溶解超过粘土形成。

因此，全球大气二氧化碳和地表温度的增加以及侵蚀可能会使MECO持续更长时间，Krause博士的模型表明，大约4000万年前的这种风化状态与今天经历的没有太大不同。