中國科大發(fā)現(xiàn)鑒別地球隱藏主要碳匯方法

    記者從中國科大獲悉，該校地球和空間科學(xué)學(xué)院鄭永飛院士研究組在碳循環(huán)研究領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，首次提出鑒別地球隱藏的主要碳匯——自生碳酸鹽的地球化學(xué)方法，研究成果發(fā)表在3月7日出版的《自然·通訊》上。

 

    據(jù)了解，自生碳酸鹽是除原始海相碳酸鹽和有機(jī)碳以外的第三個(gè)主要的全球碳匯。原始海相碳酸鹽主要在海水中生長，而自生碳酸鹽則主要在沉積物孔隙水中生長。碳循環(huán)制約著地表的生物圈、海水的酸堿平衡、大氣的二氧化碳和氧氣含量以及地球表面的熱收支，是影響全球氣候環(huán)境的關(guān)鍵過程。鑒別自生碳酸鹽匯對于認(rèn)識地球表面的碳和鈣循環(huán)，以及理解碳循環(huán)在大氣氧演化中的作用，都具有重要意義。然而，目前還缺乏一種清晰的方法來區(qū)分自生碳酸鹽匯和原始海相碳酸鹽匯。

 

    中國科大鄭永飛研究組通過對華南地區(qū)同時(shí)含這兩類碳酸鹽的早三疊紀(jì)地層進(jìn)行系統(tǒng)的地球化學(xué)研究，發(fā)現(xiàn)可以通過碳酸鹽鈾含量與碳同位素組成相結(jié)合的方法來區(qū)分這兩個(gè)碳酸鹽匯。他們發(fā)現(xiàn)，原始海相碳酸鹽和自生碳酸鹽在鈾含量和碳同位素組成上存在差異，其中原始海相碳酸鹽鈾相對虧損而富集重碳同位素。造成這一差別的主要原因有兩個(gè)，一是有機(jī)碳在沉積物孔隙水中存在一系列帶狀分布的生物及非生物降解過程，這些過程造成了自生碳酸鹽的碳同位素變化；二是鈾在海水和孔隙水中具有不同的濃度、價(jià)態(tài)和存在形式，造成了自生碳酸鹽匯比原始海相碳酸鹽匯的鈾含量高。

 

    通過數(shù)值模型，他們重現(xiàn)了自生碳酸鹽在生長過程中碳同位素組成和鈾含量的變化，并且模擬出的對應(yīng)的孔隙水化學(xué)組成剖面也與現(xiàn)代海洋學(xué)的觀察相符。

 

    《自然》雜志審稿人認(rèn)為，這是一項(xiàng)基礎(chǔ)性發(fā)現(xiàn)，對于解釋沉積碳酸鹽的碳同位素組成、認(rèn)識地球碳循環(huán)的歷史、探索地球歷史上大氣氧含量變化的原因以及預(yù)測未來的碳循環(huán)（包括大氣二氧化碳的含量），都具有重要參考價(jià)值。