大约2.5亿年前,地球上的生命将近结束,在一个大规模灭绝二叠纪与三叠纪时期被称为伟大的死亡。约90%的物种在海洋和陆地上70%的脊椎动物的家庭杀了,伟大的海洋生物实验的古生代被停止。
这与镍什么呢?嗯,我最近的工作作为一个采矿地质学家的一部分,其中包括世界上最有价值的学习镍矿床在西伯利亚,我发现证据表明矿石成因之间的联系——镍如何到达那里,伟大的发病死亡。这些研究结果最近发表在美国国家科学院院刊》上.
这是一个非常奇怪的世界2.5亿年前,并找到世界上最严重的大规模灭绝的罪魁祸首时,就像拼图。
土,火,水
这引发了灾难性的事件几种不同的事件,进而杀死世界物种以不同的方式:海洋氧气水平下降,大量的气温上升,和可能的流星的影响。
其中一个触发事件涉及主要震动碳循环戏剧性的气候影响。一些科学家认为上层的温度的世界上的海洋和河流从21℃增加到38℃在斯密的时代末期(2.507亿年前)。
这种转变在碳循环归因于海洋深处的古菌群落的主要的甲烷八叠球菌属,亲戚的细菌。这些殖民地获得了一种新的方式从环境获取能量。几乎以相同的方式作为人体从食物中获得能量,产生二氧化碳在这个过程中,这些生物有能量从有机碳转化成甲烷。
古生菌殖民地通常被限制的镍在海洋中,但是由于一些原因,2.5亿年前,镍似乎已经与今天相比供应充足。
同时正如伟大的死亡,在地球上,我们现在所称的西伯利亚,一个天文数字地球的勇气中产生的熔岩爆发在一个区域欧洲的大小。这个省是主机Noril 'sk矿床,地球的开采镍的最有价值的来源。
Noril 'sk我和镇,2014年。 作者提供了
科学家先前认为的镍释放到大气中可以解释2.5亿年前海洋镍的过剩。但是镍怎么会到空中呢?这就是我们的工作。
火山和香槟
让我们退一步:镍矿床形成的熔岩(或岩浆)?岩浆富含镍需要到浅深度下火山,它变得富含硫,并形成硫化液体滴。
然后火山管道系统作为一个冶炼厂。硫化液体滴擦洗镍岩浆。硫化矿床形成时,水滴最终水槽的底部和积累下的岩浆火山。镍从未到达水面,很难解释为什么如此多的镍进入大气层。
一个以前的论文通过我们小组表明,当硫化液体滴和气泡形式在相同的岩浆他们也有强烈的倾向去粘在一起。如果有气体存在,硫化水滴可以上升的岩浆房,带着金属。
这个x射线图像显示了附加的硫化blob和剩下的气泡,冻结在矿石。铁浓度从低到高的颜色表示黑到黄/白。在收集的数据广播XFM beamline澳大利亚同步加速器,维多利亚,澳大利亚。 作者提供了
在一个大爆发,就像一个西伯利亚熔岩,压力下降,就像开了一瓶香槟。一群泡沫形式和浮到顶部。硫化液体滴搭顺风车像篮子在热气球。
我们认为这“泡沫骑”是如何从底部的镍Noril 'sk岩浆到表面和火山气体和气溶胶。
在我们最近的研究的Noril 'sk镍矿石,我们找到了确凿的证据:我们使用2 d和3 d x射线成像显示硫化nickel-rich液滴物理上连接到前气泡,冰冻的矿石中。
我们结合这个观察和简单的热力学模型表明,该传输机制大大增加镍含量的火山气溶胶。
甲烷的危险
的Noril 'sk镍矿床是独一无二的。他们是唯一已知镍的地方直接路径的气氛。爆炸性喷发帮助释放巨大数量的气体到空气中。
在这些巨大的天然气集,我们sulfide-carrying香槟泡沫输送大量的镍和倾斜喂盛开的古生菌到大气中,扮演了重要角色的死亡。
的Noril 'sk矿石形成的怪异事件,但如果更广泛的假设是正确的,它们在地球上的生命一个教训:向大气中释放大量的甲烷在巨大的危险。
在正常情况下,火山喷发是一个相对较小的大气中甲烷的来源,但致命的定时炸弹中存在甲烷冷冻成永久冻土,大部分,巧合的是,在苔原西伯利亚熔岩领域的荒地。在这里,永冻层的融化会将泡沫的甲烷释放到大气中,创建一个气候变化的反馈回路-潜在的灾难性的影响.
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