编辑推荐：
为探究南极半岛詹姆斯罗斯岛 13 世纪 rBC 增加的来源，研究人员分析巴塔哥尼亚湖泊沉积物，发现其并非主要来源。
巴塔哥尼亚湖泊沉积物 rBC 记录研究解读
在地球的生态系统中，火就像一位神秘的 “魔法师”，它通过释放各种物质，深刻地影响着生态系统和大气组成。其中，生物质和化石燃料燃烧产生的黑碳（rBC），作为一种能吸收光的气溶胶，在地球气候系统中扮演着重要角色。尤其是在南大洋纯净的大气环境下，它的一举一动都可能引发一系列 “蝴蝶效应”，影响着全球气候的微妙平衡。
目前，确定不同生物地理区域 rBC 的历史变化，对于评估人类活动和野火排放对气溶胶辐射强迫的现代影响至关重要。此前，在南极半岛北端詹姆斯罗斯岛的冰芯研究中发现，13 世纪起 rBC 沉积显著增加，但对于这一现象的来源，科学界存在诸多争议。有人认为可能是新西兰，也有人提出塔斯马尼亚或巴塔哥尼亚等地。由于缺乏足够的研究证据，巴塔哥尼亚作为潜在来源的意义和贡献尚不明确。为了揭开这一谜团，来自多个研究机构的研究人员开展了深入研究，相关成果发表在《Anthropocene》上。
研究人员将目光投向了巴塔哥尼亚的两个湖泊 —— 拉戈?西普雷斯（Lago Ciprés）和拉戈?库特（Lago Cute）。这两个湖泊位于巴塔哥尼亚生物丰富的温带雨林中，所处流域未受化石燃料污染，能够很好地反映大规模大气 rBC 的变化。
在研究过程中，研究人员采用了多种关键技术方法。2016 年，他们从两个湖泊采集了沉积物岩芯，通过对岩芯中陆地大化石进行放射性碳定年，并使用 SHCal20 校准曲线和 BACON R 包构建年龄 - 深度模型，以此确定沉积物的年代。在 rBC 记录分析方面，他们依据单颗粒碳烟光度计（SP2）方法，对不同深度的沉积物样本进行处理和测量。具体步骤包括干燥、研磨、悬浮于超纯水、去除大颗粒、过滤和雾化等，同时利用 SP2 颜色比校正铁氧化物的干扰。此外，还对样本进行重复测量以确保准确性，并将 rBC 浓度转换为 rBC 通量（rBC influx）进行分析。同时，研究人员按照特定方法对宏观木炭进行分析，以了解当地的火灾活动情况。
研究结果主要体现在以下几个方面：
- 年代学结果：拉戈?西普雷斯沉积物的基底放射性碳年龄约为 2230 cal a BP，沉积速率整体缓慢且稳定，在 10 - 20 cm 深度处有所增加。拉戈?库特的基底年龄约为 2610 cal a BP，其年代学存在两个异常部分，经处理后，剩余记录显示沉积速率前期约为 0.02 cm a-1 ，50 cm 深度之后增加到 0.07 cm a-1 。
- 晚全新世火灾记录：两个湖泊 rBC 记录的重复测量相关性高，表明测量具有良好的可重复性。拉戈?西普雷斯的 rBC 浓度相对稳定，rBC 通量始终低于 1 μg cm-2 a-1 ，宏观木炭通量与 rBC 通量趋势相似，都显示出较低的当地火灾活动。拉戈?库特的 rBC 浓度变化较大，rBC 通量相对稳定，宏观木炭通量虽有高峰，但与 rBC 通量变化并不完全一致。
综合研究结果与讨论，研究人员得出结论：拉戈?西普雷斯和拉戈?库特在过去两千年中，rBC 沉积没有明显的大规模变化，除了拉戈?库特记录中 1500 cal a BP 之后可能有轻微下降，整体反映出稳定或略有下降的火灾活动。与其他地区的 rBC 测量结果相比，这两个湖泊的 rBC 浓度和通量处于较低水平。同时，宏观木炭记录显示当地生物质燃烧活动较低，多数 rBC 可能来自远距离输入。综合多方面证据，研究人员排除了巴塔哥尼亚西部地区作为 13 世纪起南极半岛詹姆斯罗斯岛 rBC 增加主要来源的可能性。
这项研究意义重大，它利用巴塔哥尼亚湖泊沉积物的 rBC 记录，填补了南半球中纬度地区对长期黑碳动态理解的地理空白。研究结果有助于更准确地重建南半球中纬度地区历史黑碳分布，为理解长期大气组成变化提供重要依据。同时，对于确定黑碳来源，解释南极冰芯记录、研究巴塔哥尼亚雪 pack 和冰原加速融化的原因等方面具有重要价值。未来，还需要进一步研究南美洲南部木炭和 rBC 之间可能存在的生物群落特异性关系，以更精确地确定南极洲黑碳的来源。
