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科研动态
科研进展
海洋试点国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室在西太平洋暖池的全球碳循环效应方面取得新进展
来源:海洋地质过程与环境功能实验室     通讯员:姜睿     2020-03-06 21:50:02
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国际地学刊物《第四纪科学评论》(Quaternary Science Reviews,地学领域顶级期刊)于2020年2月17日在线发表了海洋试点国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室徐兆凯研究员(第一作者)和李铁刚研究员(通讯作者)与法国巴黎南大学、美国路易斯安那州立大学、韩国海洋科学技术院、中国科学院海洋研究所、自然资源部第一海洋研究所和山东理工大学等单位合作的最新研究成果“Enhanced terrigenous organic matter input and productivity on the western margin of the Western Pacific Warm Pool during the Quaternary sea-level lowstands: Forcing mechanisms and implications for the global carbon cycle(第四纪低海平面阶段西太平洋暖池西部边缘地区增强的陆源有机质输入和生物生产力:驱动机制和全球碳循环指示意义)”。他们基于多学科交叉和多圈层集成,证实了晚第四纪冰期阶段研究区在全球碳循环中的重要“汇”作用,进一步丰富了亚洲大陆边缘“源‒汇”过程的研究内容。



西太平洋暖池为全球海洋系统的重要组成部分以及大气热量和水汽的重要贡献者,进而影响着全球气候和碳循环。然而,科研界对其生态系统和生物地球化学循环过程的控制机制存在着明显争议:温跃层变化和陆源物质输入。这主要是因为相关研究多聚焦于前者变化显著但后者贡献有限的暖池中、东部(即远离陆地/岛屿的开阔大洋区),因而可能低估了后者的重要性。

上述科研人员通过系统对比暖池西部纬向岩芯剖面(图1)的水动力、陆源有机质输入、海表生物生产力及海底氧化‒还原环境方面高分辨率综合记录,首次明确了晚第四纪冰期阶段研究区增强的陆源物质输入对海底碳埋藏的积极促进作用:1、以吕宋岛为代表的热带火山岛弧地区(约占全球陆地面积的1%)大陆架的广泛出露及出露大陆架上松散硅酸盐的强风化剥蚀作用可以消耗大量大气CO2(即“硅酸盐风化假说”,贡献了此时大气CO2浓度降低量的约10%;图2),且其产物的入海可以为大陆坡等海区带来丰富的陆源有机质和营养元素(如硅),进而导致此处的海表生物生产力勃发、海底还原环境及海底碳的大量埋藏;2、亚洲风尘物质及其所携带的营养元素(如铁和硅)输入量的增加也可以引起深海区(约占全球海洋面积的0.08%)类似现象的发生(即“铁假说”,贡献了此时大气CO2浓度降低量的约1.3%;图2)。


西太平洋暖池西部地区概况及研究站位(红点)图


不同海平面状态下研究区的碳“汇”/“源”作用示意图


本研究得到了海洋试点国家实验室鳌山科技创新计划(2016ASKJ13)等项目的资助。


论文链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0277379119305724



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