抬升－风化－冰期(2)

       时间到了1980年代初。当时，深海沉积已经获得了新生代底栖有孔虫的同位素序列，有力支持Milankovitch假说。1982年底，Milankovitch假说的拥护者在美国Palisades碰头(论文集Milankovitch and Climate 1984年出版)，进一步推动Milankovitch假说走向应用。Heller & Liu (1982)用古地磁方法测定了中国洛川黄土的年龄，同年，Raymo从布朗大学毕业，进入哥伦比亚大学读研究生。

       构造尺度上重要进展是碳循环的BLAG模型。Robert Berner, Tony LAsaga & Bob Garrels假设过去100Ma以来CO2地球化学循环稳定，加入速度取决于洋壳生成和俯冲，移除速率与可接受风化的大陆面积成正比，——风化速率与温度正相关。BLAG模型成功模拟了白垩纪的高温和高CO2浓度，同时预测CO2浓度和温度的最大降幅发生在50Ma之前。

       博士期间，基于现代河流资料，Raymo (1988)发现，控制化学风化的主要因素是大陆高程，而不是BLAG模型提出的大陆面积和温度。山区机械剥蚀强烈，增大了可供化学风化的新鲜矿物表面积。而且，易风化的硅酸盐矿物出露、抬升导致地形雨增加、坡度增加导致冲刷加强，使得新鲜矿物持续出露。由此，Raymo建立了抬升与风化的联系。

       硅酸盐风化消耗CO2确信无疑。但CO2与温度的直接联系得益于Vostok冰芯记录：过去16万年大气CO2浓度变化与冰期－间冰期的温度变化非常一致；谱分析显示CO2由强烈的轨道周期，暗示CO2浓度对气候变化有驱动作用。

       选择指标表征大陆风化强度是成了建立假说的关键，Raymo选择了锶同位素比值。简单地说，海水中的锶是两个端元的混合：洋中脊热液活动提供的锶，具有较低的87Sr/86Sr值；地壳物质风化通过河流输入海洋的锶，具有较高的87Sr/86Sr值。由于海水中锶的滞留时间远大于海水的混合时间，所以一般认为海水的锶同位素比值是时间的函数，大陆风化越强，海水锶同位素比值越高。

       以锶同位素为桥梁，Raymo基于当时极为有限的古高度数据提出，40Ma以来，锶同位素比值升高与喜马拉雅－青藏高原、安第斯山抬升造成的化学风化加强有关；风化降低了大气中CO2含量，促使冰期形成。此外，她比较了显生宙冰期和锶同位素序列的关系：二者时间上一致性。同时，在文章的标题中明确提及Chamberlin (1899)的思想，获得了交口赞誉。她1991年Geology论文的审稿人评价是“复活了一个有趣的理论”，“势必引发争议。…品位之作，我喜欢”。

       新说法有争议本来毫不稀奇。稀奇的是Raymo在GEOLOGY写文章论假说，批评的文章竟然发在NATURE上。来自MIT的Peter Molnar和剑桥大学的Philip England合作在Nature上发表了题为"Late  Cenozoic uplift of mountain ranges and global climate change: chicken or egg?"的综述文章，提出气候变化－风化－侵蚀－地壳均衡之间存在一系列的正反馈：降温使得风化、剥蚀加强，消耗大气CO2，导致进一步降温。侵蚀和地壳均衡可能改变高程分布，使得山体更高；批评Raymo的抬升－风化颠倒了构造－气候之间的因果关系。没有谁比对手更适合标定你的地位了，对手越强说明自己的等级越高。

       但是，这个看似严厉的指责是以降温为起点的，反而成了Raymo的垫脚石。在1992年她和导师合作的Nature文章中，Molnar和England提出的“降温－剥蚀－均衡－抬升”的解释被当成了"抬升－风化"假说的正反馈的一部分，“may in fact provide a fully complementary source of positive feedback”。这就更显得人家厉害了。有人气势汹汹来攻，结果Raymo挥了挥衣袖，就把人家招安了。

       其实，Raymo也知道，正反馈是"抬升－风化"假说的最大弱点：抬升导致侵蚀加剧，CO2浓度降低，造成降温。侵蚀加剧会引起地壳均衡反弹，导致进一步抬升，进一步侵蚀，进一步降温。然后，然后地球就被冻死了。

       当然要有负反馈。Raymo和Ruddiman提到了三种可能的负反馈机制，今天的进展也是其中的一部分。