海化重点实验室在晚全新世东海内陆架泥质区陆源有机碳保存机制方面取得新进展

发布时间:2023-02-24浏览次数:625

在国家自然科学基金项目的资助下,海化重点实验室赵美训教授课题组在国际地学顶尖期刊《Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology》发表了题为“Intensification of the East Asian winter monsoon resulted in greater preservation of terrestrial organic carbon on the inner shelf of the East China Sea since the last 1400 years”的研究成果,揭示了晚全新世东亚冬季风对东海内陆架泥质区陆源有机碳运输及保存的影响。

边缘海沉积了大量河流输送的陆源有机碳,在全球碳循环中发挥重要作用。陆源有机碳在陆架边缘海的归宿一直是碳循环研究中的热点和难点问题。基于表层沉积物和水体颗粒物等样本,前人的研究揭示了影响陆源有机碳搬运和埋藏的控制因素。然而表层沉积是预埋藏过程,在生物和物理扰动等过程的影响下其中的有机碳会被进一步降解和转化,这对评估边缘海有机碳源汇过程带来不确定性。地质时间尺度的有机碳埋藏研究亟待开展。本研究通过对东海内陆架泥质区39-A沉积岩芯开展了TOC含量及其稳定同位素(δ13C)、TOC/TN、陆源生物标志物(正构长链醇)含量以及矿物粒度和比表面的测定。结合数据集成,探究了晚全新世(~3 ka)以来影响东海内陆架陆源有机碳保存的控制因素。

研究发现在百年-千年尺度上,东亚冬季风(EAWM)通过控制沿岸流强度进而影响沉积陆源有机碳的保存效率。EAWM增强,沿岸流搬运速度较快,陆源有机碳在运输过程中氧化损失较少,保存效率增加(图1b);而EAWM减弱,沿岸流搬运速度降低,陆源有机碳在运输过程中的沉积-再悬浮循环次数增加,氧化降解损失较多,保存效率降低(图1a)。此外,我们还发现东海内陆架泥质区陆源有机碳的埋藏对EAWM的响应存在明显的南北差异,南部的响应时间比北部晚数百年。本研究成果揭示了千年时间尺度上EAWM对陆源有机碳运输和保存的影响,为深入理解自然气候强迫和全球变暖条件下陆源有机碳在边缘海的宿命提供了独特的见解。

1. 东亚冬季风(EAWM)、闽浙沿岸流(MZCC)与陆源有机碳保存效率关系的示意图。圆形箭头表示陆源有机碳经历的沉积-再悬浮循环,蓝线的粗细代表沿岸流强度,圆点为本文所用的沉积岩芯位置。

硕士研究生刘帅为第一作者,李大伟副教授为通讯作者。本研究在国家自然科学基金项目(91958104, 41876076, 41906032)的资助下完成。

  

文章链接:https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2023.111454

参考文献:Shuai Liu, Da-Wei Li*, Rong Xiang, Meng Yu, Hailong Zhang, Li Li, Meixun Zhao. (2023) Intensification of the East Asian winter monsoon resulted in greater preservation of terrestrial organic carbon on the inner shelf of the East China Sea since the last 1400 years. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 615, 111454.