近日,海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室包锐教授课题组利用碳-14加速器质谱测定深海有机碳年龄,认为陆源老化有机碳再矿化过程影响了深海有孔虫碳-14年龄特征,挑战了过去基于深海底栖有孔虫碳-14年龄重建深海通风为理论基础的传统认识。相关工作发表在国际顶级期刊《Nature Communications》。中国海洋大学为文章第一作者单位,包锐教授是文章唯一通讯作者。
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1 z' K* r; [1 v7 P( u* c9 |- \* }图1. 极端事件下有机老碳对深海碳-14转化循环过程的影响5 a& F# m6 q6 R, p9 W; Z$ l' G
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末次冰消期以来,海洋通风的变化在深海碳封存和释放方面起着关键作用,影响着百年至千年时间尺度上的气候演变。科学家往往基于深海底栖有孔虫和大气的放射性碳的年龄差异(B-Atm, 14C age offset),来判断深海通风的强弱。针对末次冰盛期以来所谓“通风”弱的情况,已在顶刊发表了百余篇论文。
5 ?( O/ Q6 O. M) _0 O然而,以往研究认为深海底栖有孔虫的14C年龄代表了大洋环流影响下深海水团的碳-14年龄,忽略了有孔虫碳-14年龄可能受控于冰川融化所携带的巨量老碳的影响。虽然过去研究尝试去寻找可能的影响原因,但少有从有机老碳的视角展开探究。
( u- C# R0 }# h- T2 E& U4 x- m) V3 S包锐教授团队,通过对北大西洋高纬深海沉积物中有机碳样品深入研究,发现了Heinrich Stadial 1(HS1)期间北大西洋冰阀碎屑带(Ice-Rafted Debris,IRD)内存在巨量的陆源老碳,输入到了深海;有研究表明近代冰川融化每年向深海输送了超过50 Tg的碳;因此,在HS1时期的冰筏碎屑事件内存在巨量老碳,输入到深海后降解,影响到了深海有孔虫的碳-14年龄(图1)。
7 O$ Y9 x$ W5 w文章开创性地利用海洋碳-14有机地球化学的手段,提供了关键的有机老碳影响深海碳-14循环转化等循环过程的碳同位素证据,打开了陆源有机碳库影响大洋环流通风重建的“盒子”。ERC grant获得者奥辛教授认为“研究是新颖独特的,该理论方向至今被古海洋学家所忽视”。
3 g+ i2 k3 ]) @* E+ w包锐教授长期致力于碳-14的研究,回国后独立组建课题组,开展了大量的海洋碳-14相关研究。本研究获得国家自然科学基金重大研究计划重点研究,中国海洋大学交叉青年创新团队项目以及山东省“杰青”等项目的资助。参与文章修改工作还有洛桑大学与中国地质大学(武汉,北京)的相关老师。# [+ g/ U2 c( l! V, \
参考文献:
0 |4 p v" [# C" [/ c# _, T+ ?Jingyu Liu, Yipeng Wang, Samuel L. Jaccard, Nan Wang, Xun Gong, Nianqiao Fang, Rui Bao*. Pre-aged terrigenous organic carbon biases ocean ventilation-age reconstructions in the North Atlantic. Nature Communications, 14, 3788 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-39490-6
9 e0 a# W5 k+ q) t5 F; I/ o3 E: I5 X3 t) v
! q5 S' ]) ~+ x* p. J
! S: T/ ~. p. G4 u7 `' D信息来源:中国海洋大学海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室 通讯员:王益鹏。
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