将碎石与耕地土壤混合能降低全球温度吗？美因茨大学的科学家通过研究 4000 万年前和 5600 万年前的全球变暖事件来寻找答案。地球正在变得越来越热，今年夏天在全球范围内的影响越来越明显。回顾地质历史，全球变暖事件并不少见。大约 5600 万年前，在古新世-始新世热量最高时期（PETM），气温平均上升了 5 到 8 摄氏度。

气温升高可能是由于火山活动加剧，大量二氧化碳随之释放到大气中造成的。气温升高持续了大约 20 万年。

过去的全球变暖事件让人们了解到调节地球气候的自然机制，如岩石风化，它可以减少大气中的二氧化碳。如今，加强岩石风化有助于减缓气候变化，但其效果取决于当地的地质条件和粘土形成的可能性，因为粘土会抑制岩石风化过程。

早在 2021 年，美因茨约翰内斯-古腾堡大学（JGU）的菲利普-波格-冯-斯特兰德曼（Philip Pogge von Strandmann）教授就已经对 PETM 升温后最终导致全球变冷和气候恢复的影响进行了研究。

简而言之：雨水与大气中的二氧化碳结合产生碳酸，导致岩石风化加剧从而释放出钙和镁。然后，河流将钙、镁和碳酸带入海洋，在海洋中，钙、镁和二氧化碳一起形成了不溶于水的石灰石。

换句话说，这是一种有助于控制气候的反馈效应。斯特兰德曼说："高温加速了岩石的化学风化过程，降低了大气中的二氧化碳含量，使气候得以恢复。"

在 PETM 发生 1600 万年后的中始新世气候最适宜期（MECO），气候再次变暖。虽然火山活动导致排放到大气中的二氧化碳量与PETM期间大致相同，但气候恢复稳定所需的时间要长得多。

变暖效应持续了长达 40 万年之久，是 PETM 期间的两倍。为什么这一时期的恢复如此缓慢？

这些图表说明了 MECO 期间气候、二氧化碳浓度和粘土形成的变化。资料来源：Alexander Krause

为了寻找答案，斯特兰德曼和包括第一作者 Alex Krause 在内的合著者开始分析 4000 万年前的海洋碳酸盐和粘土矿物，并将结果与 5600 万年前的类似例子进行比较。结果发现，正如在 PETM 期间一样，MECO 期间的风化和侵蚀也在加剧。

然而，4000 万年前地球表面裸露的岩石要少得多。研究人员解释说："相反，地球被全球雨林广泛覆盖，雨林的土壤主要由粘土矿物组成。与岩石相比，粘土不会风化；事实上，它是风化的产物。"这位地球科学家指出："因此，尽管气温很高，但大面积的粘土却阻止了岩石的有效风化，这一过程被称为土壤屏蔽。"

在当今世界，我们该如何利用这些知识呢？"我们研究古气候，以确定我们能否以及如何积极地影响当前的气候。其中一种方法可能是促进岩石的化学风化。为了帮助实现这一目标，我们可以在田地里耕种细碎的岩石。"斯特兰德曼说。

岩石的细粒会迅速侵蚀，从而与大气中的二氧化碳结合，使气候得以恢复。像这样吸收二氧化碳的负排放技术（NET）是全球范围内正在深入研究的课题。但与此同时，如果风化过程中形成了粘土，那么这一过程的效果就会大打折扣。

粘土保持住了钙和镁，否则这些物质就会流入海洋。二氧化碳会继续流入海洋，但不会被束缚在海洋中，而是可以逃回大气中。在这种情况下，风化作用对气候几乎没有影响。也就是说，如果岩石颗粒在风化过程中完全溶解，那么强化风化的概念将是100%有效的。但是，如果所有的风化物质都变成了粘土，这又会使效果完全失效。

实际上，实际结果可能介于这两个极端之间： 在 PETM 期间，岩石的侵蚀作用增强，因此气候恢复得更快，而在 MECO 期间，粘土的形成则占主导地位。破碎岩石的溶解程度以及其中有多少以粘土形式保存下来，取决于一系列当地因素，例如全球范围内原有的粘土和岩石含量。因此，为了确定强化风化过程是否是一种可行的方法，首先有必要了解每个潜在地点在风化过程中会形成多少粘土。