在OAE 1a事件开始时，生物系统和环境对碳循环扰动的即时及延迟响应——来自西特提斯海域新的高分辨率记录的见解

《Global and Planetary Change》：Immediate and delayed biotic and environmental responses to the carbon cycle perturbation at the onset of OAE 1a – Insights from a new high-resolution record from the Western Tethys

地球氧循环与生物响应在OAE 1a事件初期的高分辨率研究。通过整合碳同位素、有机碳含量、元素地球化学及生物标志物，揭示事件起始阶段（约80万年前）存在三个负碳同位素偏移（E1-E3），生物响应早于环境变化，甲烷释放（滞后6千年）与火山活动共同驱动碳循环扰动，并验证高分辨率剖面对解析超热事件关键期的重要性。

　　海洋性缺氧事件（Oceanic Anoxic Events, OAEs）是地球历史上重要的环境变化事件，通常与大气中二氧化碳浓度的快速增加和热事件相关。这些事件对全球生物系统和环境系统产生了深远的影响，被认为是研究地球系统对气候变化响应的重要窗口。本文聚焦于OAE 1a的早期阶段，通过整合碳同位素地层学、总有机碳（TOC）含量、元素地球化学和生物标志物等多学科数据，对这一事件的起源、发展过程及对生物和环境系统的冲击进行了高分辨率的分析。OAE 1a发生于大约1.2亿年前的早白垩世（Aptian时期），在全球范围内都留下了显著的碳同位素异常（CIE），这一现象成为识别该事件的重要依据。

OAE 1a的碳同位素记录显示出一个显著的负向偏移，随后是较长的正向阶段，整个事件持续约140万年。这一记录的复杂性使得研究者能够将其划分为多个子阶段，其中最突出的是三个负向碳同位素异常（E1至E3），每个异常之后都有一个恢复期（R1至R3）。通过详细的地层对比和年代测定，研究者发现OAE 1a的起始阶段对环境和生物系统的影响比预期的要早得多。例如，生物标志物和元素地球化学数据显示，环境变化和生物响应在火山活动开始后数千年就开始出现，而更显著的变化则发生在约29,000年后。

研究发现，OAE 1a的起始阶段与火山活动密切相关。特别是 Ontong-Java 平台的火山喷发，被认为是引发这一事件的主要驱动力之一。火山活动释放出大量二氧化碳，导致全球气温升高，从而加剧了水文循环。这种变化进一步引发了海洋中的富营养化，增加了初级生产力，以及海洋底层水体的缺氧现象。此外，研究还发现，在OAE 1a的早期阶段，可能还发生了甲烷的释放，这可能是由火山活动的早期阶段或有机质丰富的沉积层中 sill 的侵入所触发。甲烷的释放可能进一步加剧了全球变暖，并对生物群落产生了显著影响。

研究还分析了不同生物标志物的分布情况，这些标志物能够反映有机质来源、环境条件和热成熟度。例如，n-烷烃的比值可以用来评估海洋生产力的变化，而hopane和sterane的比值则能够指示水体的氧化还原状态。这些数据表明，在OAE 1a的起始阶段，虽然发生了显著的碳同位素异常，但生物系统和环境系统的显著变化却出现在更晚的阶段。这说明了地球系统对气候变化的响应并非即时，而是存在一定的滞后性。

通过与全球其他地区的数据对比，研究发现OAE 1a的起始阶段在某些地区的记录并不明显，这可能与采样分辨率、地层完整性等因素有关。因此，进一步的高分辨率研究对于理解这一事件的全球影响至关重要。此外，研究还强调了不同碳源（如火山二氧化碳和甲烷）对碳同位素异常的贡献，以及这些碳源对环境变化的协同作用。

综上所述，OAE 1a的起始阶段对生物和环境系统产生了多层次的影响。这些影响不仅体现在碳同位素异常上，还体现在生物标志物的变化、元素地球化学的波动以及海洋生产力的增强等方面。研究揭示了火山活动和甲烷释放在OAE 1a中的双重作用，并为未来在更细粒度尺度上研究类似事件提供了重要的基础。这些发现有助于我们更好地理解地球系统如何应对快速的碳循环扰动，并为预测未来的气候变化提供了历史参考。