山地生長可影響溫室效應——巖石的風化可以結合或釋放二氧化碳
帶有黃褐色風化液的活躍基巖滲流；廬山——臺灣。來源：克里斯汀庫克（GFZ）
巖石的風化可以結合或釋放二氧化碳——在活躍的山脈中，二氧化碳的釋放占主導地位。
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臺灣是一個極端的島嶼：嚴重的地震和臺風反復襲擊該地區并改變景觀，有時甚至是災難性的。這使臺灣成為地球科學的絕佳實驗室。例如，島嶼中心的侵蝕過程比其最南端的速度要快一千倍。這種侵蝕率的差異會影響巖石的化學風化作用，并在數百萬年的范圍內深入了解我們星球的碳循環。
由德國地球科學研究中心 (GFZ) 的 Aaron Bufe 和 Niels Hovius 領導的一組研究人員現在利用不同的侵蝕率，研究了巖石的隆起和侵蝕如何決定碳排放和吸收的平衡。令人驚訝的結果：在高侵蝕率下，風化過程會釋放二氧化碳；在低侵蝕率下，它們從大氣中隔離碳。該研究已發表在《自然地球科學》上。
這一切的背后是構造和化學過程。特別是在快速增長的山區，構造抬升和侵蝕不斷地將新鮮的巖石材料從地下帶出。在那里，它暴露在循環的酸性水中，酸性水溶解或改變了巖石。根據巖石的類型，這種風化對地球氣候的影響非常不同。例如，如果土壤中的碳酸與硅酸鹽礦物接觸，石灰石（碳酸鈣或 CaCO3）會沉淀出來，然后碳會在其中結合很長時間。在硫鐵礦和石灰石等含硫礦物組合的情況下，情況正好相反。當黃鐵礦與水和氧氣接觸時形成的硫酸溶解碳酸鹽礦物，從而產生二氧化碳。
造山和化學風化之間的這種關系被認為會在數百萬年的范圍內影響我們星球的氣候。但是阿爾卑斯山或喜馬拉雅山的生長究竟是如何影響氣候的呢？硅酸鹽風化會加速，導致氣候變冷嗎？還是硫酸對石灰石的溶解占主導地位，從而導致大氣中二氧化碳的濃度上升，并伴隨著全球變暖？
帶有黃鐵礦顆粒（金）和碳酸鹽沉淀（白色）的變質細沉積物（片巖）。圖片來源：洛林大學 Albert Galy
這個問題在臺灣南部可以回答。臺灣位于俯沖帶，海洋板塊在亞洲大陸下方滑動。這種俯沖導致山脈快速增長。雖然島的中心已經屹立了數百萬年，但南端才剛剛從海中露出來。那里的山脈地勢低，侵蝕相對緩慢。再往北，那里的山脈陡峭而高大，新鮮的巖石很快就被帶到地球表面來風化。有用的是，臺灣南部的巖石是世界上許多年輕山脈的典型代表，主要含有硅酸鹽礦物，還有一些碳酸鹽和黃鐵礦。
在他們的研究中，研究人員對以不同侵蝕率從這些山脈收集水的河流進行了采樣。根據溶解在河流中的物質，研究人員估計了風化中硫化物、碳酸鹽和硅酸鹽礦物的比例。這些結果使他們能夠估計被隔離的二氧化碳量和風化反應釋放的二氧化碳量。第一作者 Aaron Bufe 報道說：“我們發現，在臺灣最南端，大氣中的二氧化碳封存占主導地位。然而，在更遠的北方，山脈侵蝕得更快，碳酸鹽和硫化物的風化速率占主導地位，并釋放出二氧化碳。”
在機器視覺系統的實際應用中，有時候會遇到被監控物體是運動的情況，此時，要清晰地獲取運動物體，就是要減少CCD的曝光時間。而且什么時間開始曝光應該是可控的，應該根據物體運動至視場中央的時間來確定。
那么，山脈的風化會增加大氣中的二氧化碳嗎？Aaron Bufe 說：“我們可以對臺灣做出相對好的陳述。在這個最活躍的山區，化學風化似乎是由于化學風化而向大氣排放二氧化碳的凈排放物。但是，當從山上沖下來的沉積物被困在廣闊的沖積平原上時，情況可能會發生變化。就像在喜馬拉雅山或阿爾卑斯山腳下一樣。這些沉積物通常富含硅酸鹽，其風化作用會隔離二氧化碳。此外，造山不僅將含有黃鐵礦和碳酸鹽的沉積巖帶到地球表面，還帶來了由凝固的巖漿形成并含有許多能迅速風化的新鮮硅酸鹽的巖石類型。