國際學(xué)術(shù)期刊《自然·地球科學(xué)》最新刊登了一項(xiàng)由中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所牽頭的研究成果。該研究聯(lián)合國際科研團(tuán)隊，通過系統(tǒng)分析海洋化學(xué)環(huán)境變化，首次證實(shí)了5600萬年前古新世—始新世極熱事件（PETM）期間，海洋硫酸鹽濃度異常降低對全球碳循環(huán)產(chǎn)生的關(guān)鍵影響。

研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，PETM時期北極海域的硫酸鹽濃度僅為現(xiàn)代水平的三分之一。這種特殊環(huán)境導(dǎo)致原本在無氧條件下分解甲烷的微生物群落發(fā)生根本性改變。據(jù)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人介紹，當(dāng)硫酸鹽嚴(yán)重匱乏時，一類好氧細(xì)菌開始主導(dǎo)甲烷分解過程，這種"快速燃燒"模式直接消耗海水中的溶解氧，同時加速釋放二氧化碳。現(xiàn)代海洋中約90%的甲烷通過無氧途徑分解，該過程會產(chǎn)生堿性物質(zhì)，有助于緩解海洋酸化。

通過重建海洋浮游植物分子化石記錄，科研人員精確測定了PETM恢復(fù)期北極海域的二氧化碳濃度。數(shù)據(jù)顯示，該區(qū)域二氧化碳濃度較全球平均水平高出200-700ppm，表明北極海洋從傳統(tǒng)的碳匯轉(zhuǎn)變?yōu)轱@著的碳源。研究合作者指出，海水鹽度降低與硫酸鹽減少形成雙重作用，迫使甲烷通過高強(qiáng)度氧化途徑分解，這種異常的碳釋放機(jī)制徹底改變了北極在全球碳循環(huán)中的功能定位。

該成果為理解古氣候劇變期間的碳循環(huán)異常提供了關(guān)鍵證據(jù)。研究顯示，PETM時期北極海域的特殊化學(xué)環(huán)境導(dǎo)致每年約數(shù)億噸碳以二氧化碳形式進(jìn)入大氣，這種非預(yù)期的碳排放機(jī)制可能是加劇當(dāng)時極端全球變暖的重要因素。相關(guān)發(fā)現(xiàn)對深入認(rèn)識地質(zhì)歷史時期氣候突變事件具有重要參考價值。