在地质时间尺度上，真正控制气候的不是大气，而是地表。地球上大部分二氧化碳都储存在地下，存在于天然气和石油的储层中，也存在于岩石本身。随着地球的构造板块相互滑动和翻腾，它们会将碳深埋在地表之下，同时暴露新的岩石，随着时间的推移，这些岩石会吸收更多的碳。
这些碳可以通过大型火山事件释放出来，导致物种大灭绝。但这个过程也可以反过来，即岩石从天空中吸收碳。麻省理工学院研究人员的一项新研究称，地球上最后三次大冰期是由构造板块碰撞将新鲜的、渴望碳的岩石带到地表造成的。数百万年来，这些岩石从大气中吸收了足够多的二氧化碳，导致气温骤降，冰川从两极向外扩张。
这个过程很简单。地球地幔中的大部分岩石主要由硅酸盐组成，当暴露在空气中时，它们会与二氧化碳发生反应，形成新的矿物质，将碳固化为固体。这个过程在温度较高、降雨频繁、土壤被冲刷掉以暴露裸露岩石的热带地区更容易发生。
在地球历史的某些时期，热带的海洋板块与大陆板块碰撞，向上滑动，暴露了数十万平方英里的新鲜岩石。这些被称为弧-陆碰撞的堆积体，提供了大量的新鲜岩石。当它们与空气接触时，风化过程开始，在数百万年的时间里，碳会逐渐从大气中流失。
在他们最近的一项研究中，周四发表在《科学》杂志上，麻省理工学院的研究人员首先追溯了喜马拉雅山的起源。尽管如今这个崎岖的山脉远离赤道，但它实际上是在8000万年前在中纬度地区形成的，是冈瓦纳超大陆与欧亚大陆碰撞的结果。喜马拉雅山的诞生竟然比全球冰河时代早了数百万年——在地质学上这是一段很短的时间。
科学家们对世界各地其他弧-陆碰撞遗迹进行了类似的分析，并追溯了它们的起源。最终，研究人员发现，他们可以将这些地质事件与过去5.4亿年间的三个主要冰河时代联系起来。晚奥陶世（4.6亿至4.4亿年前）、二叠纪-石炭纪（3.35亿至2.8亿年前）和新生代（3500万年前至今）的冰河时代之前，都发生了构造活动，将长达约6000英里的新岩石带到地表。
在某些情况下，其影响是灾难性的。晚奥陶世冰河时代导致估计85%的海洋物种灭绝，并见证了冰川席卷北非。二叠纪-石炭纪形成的冰川会覆盖一个跨越50个纬度的范围。我们至今仍处于其中的新生代冰河时代，正是因此我们现在可以看到极地的冰盖。
最终，岩石中锁定的碳会到达地幔，在那里它会被液化并通过火山喷发返回地表。地球曾经比现在温暖得多，也凉得多，而地球自然吸入和呼出碳的循环是驱动这些变化的主要力量。
当然，地质碳循环与我们今天看到的变暖之间的区别在于时间。新鲜岩石需要数百万年才能刮到地表并开始吸收碳。我们在不到一百年的时间里就明显地加热了地球。无论如何，目前印度尼西亚正在发生弧-陆碰撞——这可能是我们仍然技术上处于冰河时代的原因。
一些研究人员建议我们尝试人工加速岩石风化过程，自己研磨含硅酸盐的岩石并将其散布开。然而，尚不清楚这个过程是否会固定更多的碳，而不是产生更多的碳。此外，研磨数千平方英里的岩石并非易事。
最终，我们不能指望岩石来拯救我们。
