气候变化:过去和未来

在本周的一次采访中,欧文斯谈到他的75000美元奖将如何推进他的研究;什么古老的同位素吗?x同位素是不同形式的化学元素,原子质量有点不同,因为不同的中子数在原子的原子核。签名可以告诉我们关于地球的历史和现代气候变化;以及几乎没有大学毕业后成为了转折点,开始他的职业生涯。

你什么时候发现了斯隆研究奖学金?

它实际上是1月27日是我的生日。这是一个很好的生日礼物。他们发了一个漂亮的邮件,这是一个相当震惊,因为它是通过。你阅读它至少三到四次思考,“我显然有误读。”It comes with some funding for future research, so we can go after new questions.

什么样的研究你会怎么做?

我是一个金属同位素海洋学家和穿越海洋。我感兴趣的某些工具——特定同位素——如何告诉我们关于过去的地球和气候变化,以及如何将这些工具一起学习新信息提供更深入、细致的了解地球的历史上气候发生了变化。我们感兴趣的时机这些变化——当他们发生,尤其是相比,新物种的灭绝或爆炸。但同时,这些气候变化事件有多严重?海洋不仅经历过失去氧气,但是也变得非常有害,因为它含有硫化氢,导致这些物种灭绝?

理解这些细微差别,你必须看看各种同位素的工具,我们基本上没有做在我们的领域,因为他们都是困难的测量。但我们到达一个地方我们可以这样做。

你的研究过程是什么样子的呢?

从开始到完成的工作量是广泛的。我们必须出去,首先收集样本。根据时间和什么类型的石头我们分析,这需要我们在世界各地。如果是相对近期的地质史——过去2亿年里,我们有船去钻海底沉积物和岩石。如果是老,然后收集岩石通常是上升到大陆。

从那里,我们把这个带回实验室,把岩石。然后我们将粉这所以它变成了一个很好的,光滑、均质粉。我们把它进实验室和变得更像实验室老鼠——地球化学的部分。我们几乎完全溶解岩石,或者我们可能提取出某些部分,过滤出不同元素或矿物。然后是最重要的部分:净化样品我们感兴趣的特定元素。然后我们把它并运行它在一个质谱仪的MagLab分析各种元素的同位素。在最低限度,如果一切都完美,工作大约一年从开始到结束,从收集样品实际运行,但通常长。

你能给一个具体的例子,你发现了什么?

我们感兴趣的同位素是我们所说的“代理”,告诉我们的信息环境,发生在一段时间。这些元素没有直接录音机,本身,氧气在海洋中。但是他们有一个允许我们的化学指纹图谱解释海洋中氧的变化。

例如,大量的工作在过去的五年里我做了MagLab一直在铊和钒同位素。铊的原因是如此强大,它响应变化的锰氧化物埋葬,埋葬这些突如其来的海洋。这很重要,因为是第一个元素,锰对氧的变化。如果氧气存在,将债券并形成这些锰锰氧化物、铊的海洋,有不同的同位素特征。如果有没有氧,氧化锰,曾经埋会溶解,和锰回到海洋,不会影响到铊同位素签名。铊允许我们指纹锰的变化,这是间接的(但我们最好的记录)相关的海洋中大量的氧气。这就是铊是“代理”。And what we've found out here in these last few years, which has been groundbreaking, is that the thallium is changing earlier than any other isotope proxies in the geologic record. And much of this response coincides with the start of extinction events, which we previously could not fingerprint. We just knew that the extinctions happened, but didn't have a good record of ocean oxygenation.

什么让你兴奋的发现?

令人兴奋的是要了解地球的历史。但是,说实话,其实我害怕一点,因为这个发现表明海洋中的氧气的损失直接影响灭绝事件。目前我们正在失去大量的氧气在我们的海洋。在过去的50年里,有很多的数据表明,这正在发生。如果这种情况持续下去,它可能是更广泛的开始灭绝的海洋记录。我们知道这是已经发生,但也可能是更重要的,可能会导致未来气候情景不适合当前的海洋生物。

你的斯隆研究奖学金的钱让你做什么?

有两个我想关注的话题。一个是有一个更好地了解是什么时期典型的背景条件没有重要的物种灭绝。我们真的不知道,因为很难获得资金的时候我们历史上没有显著的气候或生物变化。希望我们可以进入一些时间看看后台状态来理解什么是“正常的”。

第二件事我们要做的是研究各种代理、各种同位素,一个样本或一个时期更好地说明可能发生在地球的历史。我们没能做到这一点,因为它是昂贵的分析所有这些不同的元素在同一时间。

地球是一个复杂的系统,很多反馈。每个元素填充的部分图片,但没有一个元素可以告诉我们整个图片。这就是挑战——能够单独的每一个优点和缺点的理解每一个告诉我们的故事。

你想看其他元素做什么?

从历史上看,的元素已经为这项工作做了钼同位素和铀同位素。每个元素可以告诉我们不同的化学反应发生后,消耗的氧气。

如何将学习发生在数亿年前今天阐明气候变化?

气候变化是由于简单的化学反应。当我们燃烧化石燃料,我们古代有机物和氧气消耗,和它结合,使二氧化碳和水,这发生在我们的内燃机。我们知道同样的化学反应发生在古代地球当我们有这些气候变化。越来越多的工作显示,这些变化与主要的火山活动有关。事实证明,火山排放有非常相似的反应;他们中的一些人去穿过煤和石油床:他们实际上燃烧有机物并释放二氧化碳进入大气。所以,古气候之间的化学反应是相同的事件和今天发生的事情,但这些都是非常不同的事件。

这些大型火山活动的时间表,慢得多——他们可能花了一百万到一百万年,在许多情况下。显然,今天我们所做的是更快。从这些古代气候扰动事件的顺序,或灭绝事件,至少可以告诉我们环境的恶化将会是什么样子的。这是我们的最佳窗口理解未来气候情景。它可能不是一个完美的模拟,由任何伸展,但它是最好的,或只一。我们可以研究历史和了解这些事件发生。这可能涉及到将会发生什么,可能在我们的未来。

我们想要了解地球气候响应这些事件,反馈机制是什么。地球是不断变化的,但这些反馈让它回到pre-vulcanism非常缓慢的状态。地球将会很好,但也许没有我们,因为这些反应速率非常缓慢。

还有什么你想告诉我们什么?

当我还是一个大学生,一开始我是合理的但不是一个伟大的学生。但我有四分之一是可怕的。但这是我学术生涯的转折点。我有五个季度,我决定我要做这或不是。我转过身来。我是优秀学生名单。

问题是,很多人都非常糟糕的季度或学期在整个大学生的历史。更多关于你做了什么后那该季度完全杀了我的GPA。我想,没有办法我要读研究生。但事实证明,提名我斯隆研究奖学金,博士盖里昂,实际上哄我申请研究生,带我作为一个研究生,最终成了我的博士导师和导师。

真的改变了我的生活。无论你在哪里,你可以花如果你投入的时间和精力,并找到有人愿意投资于你和导师。但它需要大量的时间和精力。

故事由克里斯汀科因