构造和天文周期如何塑造晚古生代气候

构造和气候对有机碳埋藏影响的示意图。图片来源：自然通讯 （2025）。DOI：10.1038/s41467-025-63896-z

（化石网cnfossil.com）据北京大学（作者：Akaash Babar）：北京大学能源研究所金志军院士领导的研究团队揭示了地球构造活动与天文周期之间的相互作用如何共同塑造古生代晚期（360-2.5亿年前，或360-250马）的气候和碳循环。研究结果发表在《自然通讯》上，题为“Tectonic-astronomical interactions in shaping Late Paleozoic climate and organic carbon burial”，为深层气候系统提供了新的见解。

在 360 到 250 马里之间，地球经历了巨大的转变。大陆合并形成超级大陆，冰川遍布广阔的地区，厚厚的煤层和富含有机物的岩石开始创造后来成为今天化石燃料的材料。科学家们早就知道构造活动（如火山喷发和造山）和天文周期（地球轨道和倾斜的变化）都会影响这些事件，但两者如何协同工作仍不清楚。

这项研究解释了地球内部的过程和来自太空的力量如何相互作用以控制地球的气候。结果表明，当构造活动强烈时，气候变得不稳定，而在构造较平静时期，气候趋于稳定，为大规模有机碳掩埋创造了理想的条件。了解这些自然相互作用有助于科学家更好地预测地球气候如何应对未来二氧化碳和其他因素的变化。

晚古生代气候温度和降水的变化（360-250 马）。图片来源：自然通讯 （2025）。DOI：10.1038/s41467-025-63896-z

该团队利用板块重建、地球化学数据和碳循环建模将晚古生代分为三个主要构造阶段。他们确定了活动增强的时期（~360-330 马和~280-250 马），其特征是快速的山脊和俯冲扩张、火山活动和气候不稳定，以及相对构造平静的中期（~330-280 马），二氧化碳释放减少，温度较低，气候稳定。

沉积物中的天文信号在安静阶段最为明显，此时轨道周期强烈影响温度和降雨量，但在活跃阶段由于火山二氧化碳峰值而变得模糊。模拟证实，二氧化碳水平是气候波动的主要放大器，将构造力量与全球气候平衡联系起来。

这项工作改变了科学家对古代气候历史的理解，并展示了地球的内部和外部空间循环始终是如何运作的。本研究为碳循环长期调控机制提供了新的视角，也为现代气候研究提供了重要的历史参考。

更多信息：任伟等人，构造-天文相互作用在塑造晚古生代气候和有机碳埋藏中的作用，自然通讯（2025）。DOI：10.1038/s41467-025-63896-z