岩石、雨水和二氧化碳通过风化作用帮助控制地球气候数千年——就像恒温器一样。由宾夕法尼亚州立大学科学家领导的一项新研究可能会提高我们对这种恒温器在温度变化时如何响应的理解。美国国家科学基金会支持的研究的结果发表在《科学》杂志上。

“生命在这个星球上已经存在了数十亿年，所以我们知道地球的温度一直保持稳定，足以有液态水并支持生命，”宾夕法尼亚州立大学的苏珊布兰特利说。“这个想法是硅酸盐岩石风化是这种恒温器，但没有人真正同意它的温度敏感性。

科学家们说，由于许多因素都会影响风化，因此仅使用实验室实验的结果来估计风化如何响应温度变化的全球估计一直具有挑战性。

该团队结合了来自全球45个土壤站点和许多流域的实验室测量和土壤分析，以更好地了解地球上主要岩石类型的风化，并利用这些发现对风化如何响应温度进行全球估计。

“当你在实验室做实验与从土壤或河流中取样时，你会得到不同的值，”布兰特利说。“我们研究了这些不同的空间尺度，并弄清楚了如何理解世界各地地球化学家积累的关于地球风化的所有数据。这项研究是我们如何做到这一点的模型。

风化是地球大气中二氧化碳平衡行为的一部分。在地球的历史中，火山排放了大量的二氧化碳，但温室气体并没有变成温室，而是通过风化慢慢去除。

雨水从大气中吸收二氧化碳，产生一种弱酸，落到地球上并磨损硅酸盐岩石的表面。科学家说，溪流和河流将副产品带到海洋，碳最终被锁定在沉积岩中。

“在土壤剖面图中，你看到的是一张土壤图片，其中相机快门有时打开了一百万年 - 综合过程正在发生一百万年，你试图将其与为期两年的实验进行比较，”布兰特利说。

布兰特利说，关键区科学领域 - 检查从最高的植被到最深的地下水的景观 - 帮助科学家更好地了解影响风化的复杂相互作用。

“各种岩石都是在高温高压下形成的，”NSF地球科学部项目主任理查德尤雷蒂奇说。“它们分解成土壤会从大气中去除大量的二氧化碳和水，这些过程也与温度有关。这种分析有助于我们更好地模拟气候变化的速度。