研究揭示边缘海洋壳的氮富集特征与控制机制

研究揭示边缘海洋壳的氮富集特征与控制机制

近日，中国科学院南海海洋研究所研究员张运迎团队与广州海洋地质调查局研究员孙珍团队、加拿大阿尔伯塔大学教授李龙团队合作，在边缘海洋壳氮富集机制及其对全球俯冲氮通量的影响方面取得重要进展。相关成果发表于《地球化学与宇宙化学学报》（ Geochimica et Cosmochimica Acta ）。

论文第一作者、中国科学院南海海洋研究所博士后孙李恒介绍，氮是生命必需元素，其在地球各圈层间的循环对宜居环境的形成与演化具有重要作用。洋壳在海水蚀变过程中可吸收大量表生氮，成为俯冲带氮输入的重要载体。然而，目前对洋壳氮富集机制及其在俯冲氮收支中的贡献仍认识不足，尤其是在边缘海区域。

在国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目资助下，研究团队基于国际大洋发现计划（IODP）在南海钻获的玄武岩样品，系统开展了氮含量与同位素组成分析。研究发现，南海玄武岩氮含量显著高于全球大洋平均值。通过二元混合模拟，研究揭示南海玄武岩中的氮主要来源于上覆富粘土沉积物，并有少量非生物氮还原的贡献。

进一步分析表明，除了周围环境次生氮可用性外，洋壳蚀变程度也是控制氮富集的关键因素。在次生氮可用性高的条件下，洋壳蚀变程度越高，氮富集越显著。基于这一新认识，研究团队重新估算出全球俯冲带上部洋壳的氮输入通量为6.8±0.7×10 9 mol yr -1 ，这几乎是之前估计值的两倍。

该团队还发现，边缘海相关的俯冲带虽然仅占全球俯冲带总长度的约15%，但其上部洋壳对全球俯冲氮输入通量的贡献高达25%，单位长度氮输入通量约为开阔大洋的1.7倍。这一结果凸显了边缘海在大洋氮循环中的重要作用，也为理解全球氮循环的区域差异提供了新视角。

该研究不仅首次系统揭示了边缘海洋壳的氮富集特征与控制机制，也为准确评估全球俯冲氮收支和深部氮循环提供了关键数据与理论依据。

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.gca.2025.12.038

主题：洋壳|边缘海|边缘海洋壳|氮富集特征与控制机制