將碎石與耕地土壤混合能降低全球溫度嗎？美因茨大學的科學家透過研究4,000 萬年前和5,600 萬年前的全球暖化事件來尋找答案。地球正在變得越來越熱，今年夏天在全球範圍內的影響越來越明顯。回顧地質歷史，全球暖化事件並不少見。大約5,600 萬年前，在古新世-始新世熱量最高時期（PETM），氣溫平均上升了5 到8 攝氏度。

氣溫升高可能是由於火山活動加劇，大量二氧化碳隨之釋放到大氣中造成的。氣溫升高持續了大約20 萬年。

過去的全球暖化事件讓人們了解到調節地球氣候的自然機制，如岩石風化，它可以減少大氣中的二氧化碳。如今，加強岩石風化有助於減緩氣候變化，但其效果取決於當地的地質條件和黏土形成的可能性，因為黏土會抑制岩石風化過程。

早在2021 年，美因茨約翰內斯-古騰堡大學（JGU）的菲利普-波格-馮-斯特蘭德曼（Philip Pogge von Strandmann）教授就已經對PETM 升溫後最終導致全球變冷和氣候恢復的影響進行了研究。

簡而言之：雨水與大氣中的二氧化碳結合產生碳酸，導致岩石風化加劇而釋放出鈣和鎂。然後，河流將鈣、鎂和碳酸帶入海洋，在海洋中，鈣、鎂和二氧化碳一起形成了不溶於水的石灰石。

換句話說，這是一種有助於控制氣候的回饋效應。斯特蘭德曼說：”高溫加速了岩石的化學風化過程，降低了大氣中的二氧化碳含量，使氣候得以恢復。”

在PETM 發生1,600 萬年後的中始新世氣候最適宜期（MECO），氣候再次變暖。雖然火山活動導致排放到大氣中的二氧化碳量與PETM期間大致相同，但氣候恢復穩定所需的時間要長得多。

暖化效應持續了長達40 萬年之久，是PETM 期間的兩倍。為什麼這時期的恢復如此緩慢？

這些圖表說明了MECO 期間氣候、二氧化碳濃度和黏土形成的變化。資料來源：Alexander Krause

為了尋找答案，斯特蘭德曼和包括第一作者Alex Krause 在內的合著者開始分析4000 萬年前的海洋碳酸鹽和粘土礦物，並將結果與5600 萬年前的類似例子進行比較。結果發現，如同在PETM 期間一樣，MECO 期間的風化和侵蝕也在加劇。

然而，4000 萬年前地球表面裸露的岩石要少得多。研究人員解釋說：”相反，地球被全球雨林廣泛覆蓋，雨林的土壤主要由粘土礦物組成。與岩石相比，粘土不會風化；事實上，它是風化的產物。”這位地球科學家指出： “因此，儘管氣溫很高，但大面積的粘土卻阻止了岩石的有效風化，這一過程被稱為土壤屏蔽。”

在當今世界，我們該如何運用這些知識呢？「我們研究古氣候，以確定我們能否以及如何積極地影響當前的氣候。其中一種方法可能是促進岩石的化學風化。為了幫助實現這一目標，我們可以在田地裡耕種細碎的岩石。”斯特蘭德曼說。

岩石的細粒會迅速侵蝕，進而與大氣中的二氧化碳結合，使氣候得以恢復。像這樣吸收二氧化碳的負排放技術（NET）是全球正在深入研究的議題。但同時，如果風化過程中形成了黏土，那麼這個過程的效果就會大打折扣。

黏土保持住了鈣和鎂，否則這些物質就會流入海洋。二氧化碳會繼續流入海洋，但不會被束縛在海洋中，而是可以逃回大氣中。在這種情況下，風化作用對氣候幾乎沒有影響。也就是說，如果岩石顆粒在風化過程中完全溶解，那麼強化風化的概念將是100%有效的。但是，如果所有的風化物質都變成了黏土，這又會使效果完全失效。

實際上，實際結果可能介於這兩個極端之間： 在PETM 期間，岩石的侵蝕作用增強，因此氣候恢復得更快，而在MECO 期間，黏土的形成則占主導地位。破碎岩石的溶解程度以及其中有多少以粘土形式保存下來，取決於一系列當地因素，例如全球範圍內原有的粘土和岩石含量。因此，為了確定強化風化過程是否是一種可行的方法，首先有必要了解每個潛在地點在風化過程中會形成多少黏土。