화산은 인류가 자체 대량 살상을 일으키는 방법에 대한 단서를 밝힙니다

땅이나 물에 사는 모든 동물은 호흡하기 위해 산소가 필요합니다. 그러나 오늘날 세계의 해양은 기온 상승과 해류 변화로 인해 산소를 잃어 가고 있습니다. 두 요인 모두 인간이 유발 한 기후 변화에 의해 유발됩니다.

이 과정은 해양 먹이 사슬을 파괴 할 가능성이 있습니다. 우리는 이미 큰 저산소 또는 저 산소 구역이 치명적일 수 있음을 알고 있습니다. 저산소증이 크기와 지속 기간 모두에서 팽창하면 이전에 지구의 역사에서 일어난 해양 생물의 광범위한 멸종을 초래할 수 있습니다.

우리는 잠재적 인 미래의 기후 시나리오에 대한 자연적 반응을 이해하는 한 방법으로 해양의 산소 공급과 자연적, 고대의 변화를 조사합니다. 최근 연구에서 수백만 년 전에 발생한 주요 화산 활동과 해 양 산소 수준의 변화 사이의 연관성을 조사했습니다. 오늘날의 인간 활동과 마찬가지로이 행사는 엄청난 양의 이산화탄소와 다른 온실 가스를 대기로 방출합니다.

우리는이 에피소드가 백만년 이상 지속 된 세계 해양에서 상당한 산소 손실을 야기한 것으로 나타났습니다. 우리의 연구는 해양 산소 함량이 온난화 가스 및 온실 가스 배출로 인한 기타 기후 관련 피드백에 의해 극적으로 영향을 받는다는 증거를 증가시키고 있습니다.

우리의 해양은 고통 스럽습니까?

과학자들은 주로 화석 연료 연소, 산림 벌채, 농업 관행과 같은 인간 활동이 유례없는 속도로 대기로 이산화탄소와 메탄을 방출하고 있음에 널리 동의합니다. 지난 수십 년 동안 기후 변화 영향에 관한 연구는 지구 온난화, 해수면 상승 및 해양 산성화에 초점을 맞추어 왔습니다. 이제, 해양 산소의 손실이 주목 받기 시작했습니다.

세계의 해양은 지난 50 년간 용존 산소 저장고의 2 % 이상을 잃어 버렸습니다. 양분 공해와 같은 지역 요인에 따라 문제가 더욱 악화되고 있습니다. 미국 해역에서는 주요 저산소 지역이 멕시코만, 5 대호 및 태평양 연안에서 정기적으로 형성됩니다. 다른 연안 해역도 마찬가지로 전세계에 영향을 미치고 있습니다.

저산소증은 어획량을 황폐화시킬 수 있습니다. 예를 들어, 2002 년 필리핀의 주요 어류 사멸은 물 속에있는 산소 수준 감소와 직접적으로 관련이 있습니다. 2011 년 캘리포니아 주 레돈도 비치에서 비슷한 사건이 발생하여 몇 일 동안 저산소 상태가 발생하여 지역 어류 개체수가 감소했습니다. 궁극적으로 세계 인구의 40 %가 바다에서 대략 60 마일 이내에 살고 있기 때문에 이러한 사건은 인간에게 중대한 영향을 미칩니다. 수백만 명의 사람들이 식량, 수입 또는 두 가지 모두를 위해 물고기에 의존합니다.

고대의 산소 손실과 해양 대량 살멸의 연결

과거의 화산 분출은 아마도 인간 활동에 의한 온실 가스의 현대 방출에 대한 유일한 고대 유적 일 것입니다. 이러한 사건이 해양에 어떤 영향을 주 었는지 이해하기 위해 우리는 화산에서 방출 된 이산화탄소 배출량, 해양 산소 수준 및 멸종 사건 간의 관계를 기록 할 수있는 고대 해양 암석으로 눈을 돌 렸습니다.

초기 쥬라기 기간 중 1 억 8,300 만 년 전에 발생한 이러한 사건 중 하나는 독성 해양 무산소 사건이라고합니다. 그것은 주요한 화산 활동과 해양에서 주로 발생했던 지구 역사상 7 번째로 대량 멸종으로 유명합니다. 발생 된 화산 활동은 모든 현대 화산보다 규모면에서 훨씬 컸으며 엄청난 양의 온실 가스를 대기로 방출하여 지구를 극적으로 따뜻하게 만들었을 것입니다.

우리는이 사건에서 바다에서 산소 손실의시기와 양을 결정하기 위해 새롭고도 새로운 도구 인 탈륨 동위 원소를 적용했습니다. 탈륨은 해저에있는 망간 구를 포함하여 다양한 광석에서 발견되는 연한 은빛 금속입니다. 동위 원소는 다양한 원소의 중성자를 포함하고 있기 때문에 질량이 약간 다른 동일한 원소의 원자입니다.

대다수의 미네랄이 대양에서 형성되며, 종종 산소와 관련된 반응을 통해 발생합니다. 그러나 바닷물의 자유 산소량은 현대 해양에서는 일정하지 않으며 시간에 따라 다양합니다. 바다에서 산소가 풍부하면 망간 산화물이 해저에 퇴적되며 탈륨, 특히 무거운 동위 원소가 붙습니다. 고대 해양 퇴적물을 분석하고 탈륨의 동위 원소 값의 변화를 살펴봄으로써 우리는 해양 산소의 점진적 손실을 추적 할 수 있다고 가정했다.

이를 위해 우리는이시기로부터 두 가지의 고대 해양을 대표하는 캐나다와 독일의 특정 어두운 암색 퇴적암을 수집했습니다. 그런 다음 각 층의 암석을 용해시켜 액체를 형성하고 각 시료에서 탈륨을 분리 정제했습니다.

우리는이 사건 동안 두 단계에서 탈륨 동위 원소가 이동하는 것을 발견했습니다. 처음에 대양은 거대한 화산 활동이 시작될 때 약 1 억 8 천 3 백 8 십만 년 전에 1 억 8 천 1 백 3 십만 년으로 산소가 적게되었습니다. 그 후 대양은 더 많은 산소를 잃어서 1 억 8,310 만 년 전에 발생한 182.6 억 년 전의 화산 활동 중 가장 격렬한 단계에 부딪혔다.

이 연구는 전지구 적 해양이 화산 활동의 시작과 동시에 산소를 잃어 버렸다는 것을 처음으로 보여준다. 중요한 것은 이것이 Pliensbachian-Toarcian 대량 멸종 사건으로 알려진 멸종의 시작에서 일어난 일입니다. 즉, 화석 기록에서 멸종의 첫 징후는 대양에서의 산소 손실과 일치한다.

이제 우리는 저 산소 상태의 해양 상태가 1 백만년 이상 지속되었고 2 개의 멸종 펄스에 걸쳐 지속되었다고 생각합니다. 탈산 소화의 두 번째 단계는 더 팽창 적이어서 더 큰 멸종을 야기했다. 비록 오늘날 대기와 마찬가지로 생활에 도움이되는 충분한 산소가 대기 중에도 일어났습니다. 또한, 낮은 산소 상태의 기간은 생물학적 결과로 9400 만년 전에 발생한 또 다른 사건과 유사합니다.

지구 온난화 임계 값?

기후 변화에 관한 정부 간 패널은 최근 1.5 ℃의 지구 온난화에 관한 특별 보고서를 발표했다.이 보고서는 기후 변화를 환경 및 생태계 스트레스를 최소화하는 수준으로 제한하는 즉각적인 조치를 촉구했다. 과학자들은 전세계 평균 기온이 산업화 이전 수준보다 섭씨 1.5도 이상 올라가지 않도록 예방한다는 것을 널리 동의합니다.

이 보고서는 기온이 섭씨 1.5 도가 아니라 섭씨 2 도가 올라가면 대양에서 산소가 훨씬 많이 손실 될 것이라고보고합니다. 이것은 과학자들이 미래의 기후 시나리오를 더 잘 예측할 수 있도록 멸종 기록에 산소 손실의 고대 영향을 계속 연구하는 것이 중요합니다. 또한 해양 산소 손실의 영향을 가장 많이 받게 될 지역을 확인하고 지구가 계속해서 따뜻해지면서 발생할 환경 영향을 제한하는 것도 중요합니다.

이 기사는 원래 Jeremy D. Owens와 Theodore R. Them II의 The Conversation에 게시되었습니다. 여기에 원본 기사를 읽으십시오.