在冰期-間冰期尺度上，大氣CO2含量變化同時受控于海洋與陸地的碳收支。過去，基于海洋碳埋藏和釋放過程來解釋大氣CO2含量變化的理論居于統(tǒng)治地位。相比之下，陸地硅酸鹽風(fēng)化作為全球碳循環(huán)的一個凈匯卻沒有得到足夠的重視。這主要是由于較多記錄重建的風(fēng)化演變趨勢存在較大爭議。太平洋和印度洋鋨同位素、大西洋鉛同位素以及以色列石筍鋰同位素重建結(jié)果表明，陸地硅酸鹽風(fēng)化歷史為冰期減弱而間冰期增強，并受到溫度變化的控制。但是，較多季風(fēng)區(qū)風(fēng)化重建工作顯示，硅酸鹽風(fēng)化受到季風(fēng)降水的強烈影響。這些爭議是無法準確評估冰期-間冰期旋回中硅酸鹽風(fēng)化對大氣CO2含量變化的貢獻的主要原因。
中國科學(xué)院海洋研究所萬世明團隊聯(lián)合同濟大學(xué)、瑞典隆德大學(xué)、英國倫敦大學(xué)學(xué)院、中國海洋大學(xué)的研究人員，依托東海東北部國際綜合大洋鉆探計劃U1429站位沉積物中的同位素-元素地球化學(xué)記錄，重建了過去40萬年以來東亞北部的陸地硅酸鹽風(fēng)化演變歷史，并通過對全球現(xiàn)代河流沉積物地球化學(xué)數(shù)據(jù)集的再分析，對比全球其他區(qū)域硅酸鹽風(fēng)化記錄，結(jié)合古氣候-風(fēng)化模型模擬，定量估算了冰期旋回中硅酸鹽風(fēng)化吸收的大氣CO2的量。
結(jié)果顯示，東亞、南亞及非洲季風(fēng)區(qū)的硅酸鹽風(fēng)化強度隨著歲差周期波動，主要受到季風(fēng)降水演變的控制。在冰期，硅酸鹽風(fēng)化作用消耗的CO2的量低于間冰期，這主要是冰期較低溫度所致。但是，冰期的風(fēng)化碳消耗卻保持在相對穩(wěn)定的水平。研究推測，冰期冰蓋擴張將較強的硅酸鹽風(fēng)化區(qū)域限制在中-低緯度區(qū)域。隨著歲差調(diào)控的南北半球的太陽輻射量變化，降水帶及其引起的陸地硅酸鹽風(fēng)化帶在南北半球間往復(fù)擺動，相對穩(wěn)定的風(fēng)化面積產(chǎn)生了相對恒定的CO2消耗量。
這一冰期-間冰期尺度季風(fēng)氣候變化對全球硅酸鹽風(fēng)化調(diào)控的理論，有助于厘清地質(zhì)歷史上和未來硅酸鹽風(fēng)化在全球碳循環(huán)中的作用。
近日，相關(guān)研究成果發(fā)表在《通訊-地球與環(huán)境》（Communications Earth & Environment）上。研究工作得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金和中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項等的支持。
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冰期-間冰期旋回中陸地硅酸鹽風(fēng)化碳消耗的時空演變
本文鏈接：研究揭示全球季風(fēng)區(qū)硅酸鹽風(fēng)化演變在冰期旋回中的碳循環(huán)效應(yīng)http://m.sq15.cn/show-12-1423-0.html
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