中國科大發(fā)現(xiàn)識(shí)別全球碳循環(huán)中自生碳酸鹽匯的方法

　　近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授、中國科學(xué)院院士鄭永飛研究組首次提出了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Nature Communications上，第一作者是博士研究生趙明宇。

　　自生碳酸鹽被認(rèn)為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。鑒別自生碳酸鹽匯對(duì)于認(rèn)識(shí)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。該研究組通過對(duì)華南同時(shí)含這兩類碳酸鹽的早三疊統(tǒng)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)合來區(qū)分這兩個(gè)碳酸鹽匯。

　　該研究發(fā)現(xiàn)，原始海相碳酸鹽和自生碳酸鹽分布在鈾含量和碳同位素組成圖上的不同區(qū)域。造成這一差別的原因主要有兩個(gè)方面：一方面，有機(jī)碳在孔隙水中存在一系列帶狀分布的生物及非生物降解過程，這些過程影響著自生碳酸鹽的碳同位素組成；另一方面，鈾在海水和孔隙水中具有不同的濃度、價(jià)態(tài)和賦存形式，造成了兩個(gè)碳酸鹽匯在鈾含量上的差異。通過數(shù)值模型，研究重現(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(duì)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。

　　審稿人認(rèn)為，這是一項(xiàng)基礎(chǔ)性發(fā)現(xiàn)，對(duì)于解釋沉積碳酸鹽的碳同位素組成、認(rèn)識(shí)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(cè)未來的碳循環(huán)（包括大氣二氧化碳的含量），都具有重要意義。

　　上述研究得到國家自然科學(xué)基金的資助。

中國科大發(fā)現(xiàn)識(shí)別全球碳循環(huán)中自生碳酸鹽匯的方法