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碳以外的第三個主要的全球碳匯。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)同時含這兩類碳酸鹽的早三疊紀(jì)地層進行系統(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，一是有機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），都具有重要參考價值。