深海热液喷口揭示全球变暖新线索：古新世始新世火山活动引发的气候变化之谜

最新研究发现，约5600万年前的火山活动释放出比以前估计更多的甲烷，为全球变暖提供了新视角。与此同时，大西洋的形成和欧美大陆的分离也引发了全球气候的变化。这一历史性的地壳漂移现象称为裂谷火山活动（rift volcanism），带来了大型火成岩带（LIPs）的形成。


格陵兰岛和欧洲之间隐匿的著名大火成岩带现已成为研究的焦点。国际科学家团队，由德国基尔亥姆霍兹海洋研究中心（GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research）的克里斯蒂安-伯恩德特（Christian Berndt）和挪威奥斯陆大学的斯维尔-普兰克（Sverre Planke）领导，进行了大规模的钻探活动，从这一火成岩带中采集了丰富的样本材料，并对其进行了深入评估。


克里斯蒂安-伯恩德特（Christian Berndt）和史蒂夫-米德利（Steve Midgley）共同讨论了钻探过程，这一探索被称为“甲板取芯”。图片来源：Sandra Herrmann（IODP/JRSO）
研究报告发表在《自然-地球科学》（Nature Geoscience）杂志上，揭示了深海热液喷口在浅海深度和海平面以上的活跃情况，为温室气体进入大气层提供了更多可能性。

克里斯蒂安-贝恩德特（Christian Berndt）指出：“约一百万年前，古新世和始新世交界处的火山爆发使地球气温上升了至少5摄氏度，并导致了大规模的物种灭绝。然而，这次变暖的原因至今仍未完全解释。与现代火山爆发不同，这次爆发释放的气溶胶并未导致气温下降。”


位于挪威海岸外的“JOIDES Resolution”号钻探船。资料来源：Peter Betlem（IODP）
对南非卡鲁大型火成岩区的研究还发现，热液喷口与岩浆侵入沉积盆地有关。这一发现引发了一个假设，认为大量的温室气体，包括二氧化碳和甲烷，可能是通过这些热液喷口进入大气层的。

“我们的同事亨利克-斯文森（Henrik Svensen）和斯维尔-普朗克（Sverre Planke）早在2004年提出了这一假设，但由于当时缺乏相关技术，钻探一直未能实现，”克里斯蒂安-贝恩德特（Christian Berndt）表示。


在“JOIDES Resolution”号甲板上，奥斯陆大学的Sverre Planke教授博士（左）和GEOMAR的Christian Berndt教授博士（右），以及来自IODP的科学家Carlos Alvarez Zarikian（右二）和来自北伊利诺伊大学的Reed Scherer（左二）。图片来源：Sayantani Chatterjee（IODP）
随着研究的深入，一些位于立管钻探范围之外的热液喷口系统被发现。钻探计划重新启动，终于在2021年秋季开始实施，这标志着17年来的探索重启。

约30名来自12个国家的科学家参与了科学钻探船“JOIDES Resolution”号的考察航行，共钻取了20个钻孔，其中5个直接穿越了数千个热液喷口。这些岩芯如同地球历史的日记，为科学家提供了深刻的洞察。


科学家们在JOIDES Resolution号上对钻芯进行科学分析。资料来源：Sandra Herrmann（IODP/JRSO）
研究结果表明，这些古老的热液喷口在古新