深海冷泉碳循环研究领域取得重要认识

深海冷泉碳循环研究领域取得重要认识

在国家自然科学基金等项目资助下，广州海洋地质调查局教授级高级工程师梁前勇团队与中山大学合作，在深海冷泉碳循环研究领域取得重要认识，首次在深海冷泉沉积物中识别并量化了微生物来源黑碳这一新型碳汇。相关成果近日以副封面形式发表于《环境科学与技术》（ Environmental Science & Technology ）。

当期期刊副封面。研究团队供图

论文第一作者、广州海洋地质调查局高级工程师肖曦介绍，黑碳是地球碳循环中难降解的碳库，其在海洋中的长期埋藏对全球气候变化具有重要的调节作用。传统观点认为，海洋沉积物中的黑碳主要来自陆地生物质或化石燃料的不完全燃烧，但目前已知的输入通量远低于实际埋藏量，暗示海洋中存在未知的“原位碳汇”。

研究团队对南海“海马”冷泉区沉积岩心开展了稳定碳同位素分析、 210 Pb年代学及孔隙水地球化学等分析。结果表明，冷泉沉积物中的黑碳呈现显著的碳同位素亏损特征，指示其主要来源于甲烷衍生碳，即“微生物成因黑碳”（mBC），这一发现打破了黑碳仅源于燃烧过程的传统认识。

研究表明，研究区冷泉活动在1942-2020年间经历了“弱渗漏-强喷发-稳定释放”三个演化阶段。mBC凭借其极度贫 13 C和化学惰性的特征，可作为古甲烷渗漏的高分辨率替代指标。此外，在冷泉高活跃期，mBC占全球海洋黑碳总埋藏通量的4.1%-5.9%，证明mBC是一个长期被忽视的重要碳汇。团队还重建了燃烧来源黑碳的历史沉积信号轨迹，发现其在2010年后的信号显著下降，与我国自2010年起进一步加大节能减排力度、着力优化能源结构等政策实施情况高度吻合。

该成果为政策有效性提供了独立的沉积记录证据，对支撑实现“双碳”目标具有积极意义。同时，为重新评估海洋碳汇能力、完善全球碳循环模型、深化深海碳循环机制认识以及开展古环境重建提供了重要科学依据。

相关论文信息：https://doi.org/10.1021/acs.est.5c18624

主题：黑碳