南極冰點中的氣泡導致氧氣下降

休斯頓——(2021 年 12 月 20 日)——一個未知的罪魁禍首已經(jīng)從我們的大氣中去除氧氣至少 800,000 年，并且對保存在南極冰層中長達 150 萬年的氣泡的分析揭示了可能的嫌疑人。

“我們知道大氣氧含量在更新世晚期開始略有下降，看起來冰川可能與此有關，”發(fā)表在《科學進展》上的地球化學研究的通訊作者、萊斯大學的Yuzhen Yan說。“大約在同一時間，冰川作用變得更加廣泛和強烈，而冰川磨削這一簡單事實會增加風化作用。”

風化是指分解巖石和礦物的物理和化學過程，其中最重要的是金屬的氧化。鐵生銹就是一個例子。在暴露于大氣氧氣或 O2 的鐵表面上迅速形成紅色氧化鐵。

賴斯地球、環(huán)境和行星科學系的博士后研究員嚴說：“當你將沉積物儲層的新鮮結晶表面暴露在氧氣中時，就會發(fā)生消耗氧氣的風化作用。”

嚴說，冰川促進大氣氧消耗的另一種方式是暴露埋藏數(shù)百萬年的有機碳。

在嚴博士期間在普林斯頓大學的 Michael Bender 和John Higgins實驗室進行的研究中，Yan 參與了 2016 年由Daniel Stolper領導的一項研究，該研究現(xiàn)在是加州大學伯克利分校的助理教授，該研究利用冰芯中的氣泡來顯示氧氣在冰芯中的比例在過去的 80 萬年里，地球的大氣層下降了大約 0.2%。

在《科學進展》研究中，俄勒岡州立大學、緬因大學和加利福尼亞大學圣地亞哥分校的 Yan、Higgins 及其同事分析了較舊冰芯中的氣泡，以表明 O2 下降是在地球冰川周期長度超過大約在 100 萬年前翻了一番。

地球所處的冰河時代始于大約 270 萬年前。隨后發(fā)生了數(shù)十次冰川循環(huán)。在每一個中，冰蓋交替增長，覆蓋地球的三分之一，然后向極地退去。每個周期持續(xù)了大約 40,000 年，直到大約 100 萬年前。大約在大氣氧開始下降的同時，冰川循環(huán)開始持續(xù)大約 10 萬年。

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