Enhanced mercury accumulation links to terrestrial carbon mobilization during the PETM

想象一下，地球就像一座巨大的、会呼吸的房子。有时，这座房子会发烧，体温会升高。科学家们将这些“发烧”现象称为超热事件（hyperthermals），其中最著名的事件发生在约 5600 万年前，被称为 PETM（古新世-始新世古热极大期）。在那段时间里，地球变得显著炎热，海洋升温，天气也变得狂暴。科学家们一直以来的大谜团是：是什么点燃了这场火？是来自地下深处的剧烈火山喷发释放了气体，还是地表发生的某些现象，比如腐烂的森林或融化的冰层释放了古老的碳？

为了解决这个问题，科学家经常寻找留在岩石中的“化学指纹”。其中最有用的指纹之一是汞。把汞想象成一种微小的、隐形的染料，它会粘附在有机物（如植物和土壤）上并随水流动。当火山喷发时，它们释放的汞具有一种特定的“签名”，看起来像一种样子；而当土壤和植物释放汞时，其签名看起来则又不同。通过测量古代泥土中汞的含量并检查其签名，科学家可以判断这些汞是来自火山还是来自陆地侵蚀。这至关重要，因为如果我们知道 PETM 时期的碳来自哪里，我们就能更好地理解在今天持续变暖的情况下，我们的星球可能会如何反应。

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伟大的汞之猎寻

在这项研究中，一个研究小组开展了一场侦探任务，目标直指大西洋中段大陆架的泥泞海底，就在新泽西州和马里兰州附近的海域。他们向地下深处钻探，提取出在 PETM 时期沉积下来的沉积物岩芯。他们的目标是什么？是看泥土中的汞究竟是在讲述一场火山爆发的故事，还是讲述了一场大规模的陆地冲刷。

他们发现了一个巨大的汞峰值。在 PETM 期间，泥土中汞的含量跳升到了正常水平的两到三倍。但真正的线索不仅在于汞的量有多少，还在于它是哪种类型。研究人员使用了一种高科技工具来测量汞的“同位素特征”——你可以把它想象成检查汞的“DNA”。

在 PETM 之前，泥土中的汞具有正向特征，这通常意味着它是通过降雨（湿沉降）从空中落下的。但在 PETM 开始时，这种特征发生了逆转。它急剧转为负值。这种负号是来自陆地的汞的“指纹”——具体来说，是来自被河流冲刷走的土壤、植物和古老岩石。

该论文强烈反对认为这种汞来自火山的观点。火山汞通常具有中性或略微的正向特征。由于泥土中的汞转为了负值，作者们认为它并非来自北大西洋火成岩省（那个经常被归咎于 PETM 的巨大火山区域）。相反，这指向了另一个罪魁祸首：陆地本身。

侵蚀引擎

那么，是什么导致了如此大规模的土壤汞释放呢？论文指出，地球变得如此炎热，以至于水循环进入了过载状态。降雨变得更加猛烈，而通常维持土壤稳定的植被开始枯死。这为侵蚀创造了一个完美的风暴。强降雨将大量的表层土壤和古老的沉积岩从大陆冲走，并将它们倾倒进海洋。

由于汞非常喜欢粘附在土壤和有机物上，所有这些被侵蚀的泥土都带着大量的汞随之而来。研究人员使用了一个混合模型（有点像配方计算器）来计算成分。他们估计，在 PETM 期间，海洋中一半以上的汞来自于这些陆地来源。

计算碳量

这里变得非常有趣。研究人员意识到，如果你知道有多少土壤汞冲入了海洋，你就可以推测有多少碳随之而来。土壤和古老岩石中充满了碳。当这些碳被冲入海洋并暴露在氧气中时，它们会转化为二氧化碳（CO₂）。

以他们的汞数据作为指南，团队计算了可能释放了多少碳。他们运行了三种不同的方案来解释不确定性：

• “被动”方案： 一个较低的估计值，表明释放了约 340 至 395 Pg C（拍克碳）。
• “平均”方案： 一个中间值的估计，约为 1,400 Pg C。
• “活跃”方案： 一个高位的估计，高达 4,520 Pg C。

论文指出，在平均方案下，释放了约 1,400 Pg C；而在最坏的情况下，可能高达 4,520 Pg C。为了让你有个直观的概念，整个 PETM 事件期间释放的碳总量估计约为 10,200 Pg C。这意味着，陆地侵蚀和碳释放可能占据了很大一部分——也许接近一半——导致地球变暖的总碳量。

总结

这篇论文并不声称已经解决了 PETM 的全部谜团。它明确指出还有其他参与者，例如火山气体和甲烷融化，它们也做出了贡献。然而，汞证据提供了一个强有力的、独立的证据链，证明陆地本身确实发挥了巨大的作用。

作者讲述的故事是一个正反馈循环：行星变暖，导致降雨增多和植被流失，进而导致大规模侵蚀。这种侵蚀将古老的碳冲入海洋，在那里转化为二氧化碳，从而使行星进一步变暖。这是由地球表面对热量的反应所驱动的气候变化“失控列车”。虽然确切的数字存在一定的波动空间，但方向是明确的：陆地碳的移动是 PETM 的主要驱动力，而泥土中的汞就是证明这一点的“犯罪现场证据”。