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在日常生活中,一場持續一個月的雨已經非常離譜了,而一場100多萬年的雨,那簡直就是我們無法想象的天氣了,然而在遠古的地球,這樣的天氣真的發生過。

在過去的研究工作中,科學家發現了在世界各地的三疊紀岩層中,都存在著大量降水的痕跡,除此之外,科學家在同時期的動植物化石裡也找到了不少的證據,並據此推測出,在距今大約2.34億年前,地球上曾經下過一場100多萬年的雨,這被稱之為“卡尼期洪積事件”。

在感嘆大自然的神奇之時,我們不免也會擔心,這樣的天氣在未來還會有嗎?

要搞清楚這個問題,我們需要先了解一下是什麼原因造成的這場大雨,對此,相關研究人員認為,那個時間段剛好處於原始大陸開始分裂的時期(具體請參考大陸漂移說),由此造成的板塊活動引發了地球上大規模的火山運動,在該過程中,這些火山將地球內部的二氧化碳大量地釋放到了大氣層中。

為什麼地球內部會有那麼多的二氧化碳呢?這裡我們簡單講一下。

上圖為太陽系的化學元素丰度表,從中我們可以看到,在太陽系中氫元素(H)、碳元素(C)和氧元素(O)的丰度都是很高的。由於氧元素的化學性質很活潑,它很容易與碳元素以及氫元素髮生反應,其反應生成物分別為二氧化碳以及水,這就是太陽系裡二氧化碳和水都比較常見的原因。

雖然二氧化碳是氣體,但是因為這種氣體比較重,所以它很容易被品質較大的天體捕獲,因此在地球形成的初期階段,其大氣層裡的二氧化碳含量是相當高的(關於這一點,大家參考一下金星與火星的大氣成分就可以明白了)。

那麼這些二氧化碳又是怎麼跑到地球內部去的呢?其實這要歸功於地球上的液態水,二氧化碳是可溶於水的,當它溶解於水時,就會與水反應生成碳酸,這些碳酸又會與其他物質如鈣、鎂等產生反應,然後生成碳酸鹽,從而漸漸沉澱下來,並隨著漫長的地質運動進入到地球內部的岩石圈。

相關資料顯示,目前在地球岩石圈中以碳酸鹽的形式存在的碳大約有2.7億億噸,而在大氣層中的碳(大部分是二氧化碳)則只有大約2萬億噸。由此可見,遠古地球大氣層中的二氧化碳,絕大部分都被固定在了地球內部。

在地球內部的高溫高壓環境下,這些碳酸鹽又會重新釋放出二氧化碳,但它們不會輕易地進入大氣層,因為地球的地殼將它們緊緊地“困住”了。當火山開始運動的時候,就相當於在地殼上開了個口子,於是這些二氧化碳就重新進入了大氣層。

在2.34億年前,火山運動將大量的二氧化碳釋放到了大氣層,由此造成的溫室效應使地球的氣溫顯著地上升,氣溫的上升又使海洋大量蒸發,從而引發了全球性的強對流天氣。

持續的降雨可以稀釋一部分二氧化碳,並起到降溫的效果,但與此同時又不停地有二氧化碳從地球內部冒出來,這就形成了一個動態的平衡,於是在當時的地球上,雨就一直下個不停。因為這種情況持續了100多萬年,所以地球上就下了一場100多萬年的雨。

因此我們可以看到,之所以地球上曾經下過一場100多萬年的雨,其主要原因就是大氣層中二氧化碳的濃度一直保持在一個較高的水平。那麼這樣的天氣在未來還會有嗎?答案是顯而易見的。在可預期的未來裡,地球上的火山運動將會一直存在,假如在未來的某個時期,地球上又出現類似的火山運動,那麼這樣的天氣很可能又會再次發生。

其實這也是地球的一種自我調節的方式,但值得注意的是,這個調節方式是有限度的,如果大氣層中的二氧化碳濃度過高,那麼就會引起失控的溫室效應,其後果將是不堪設想的,地球的鄰居——金星,就是一個典型的例子。因此在本文的最後,筆者建議大家:為了我們共同的家園,請儘量做到低碳出行。

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