季风与深海洋流协同调控孟加拉湾东南部有机碳埋藏的冰期-间冰期动态

本研究针对边缘海碳汇机制争议，通过多指标重建孟加拉湾东南部末次盛冰期以来的有机碳埋藏史，揭示"混合-氧化"双驱动机制：季风强度通过垂直混合调控生产力，深海洋流入侵调节氧化还原条件。发现LGM期碳埋藏速率达200 mg cm?2 kyr?1（较全新世高86%），为边缘海-大洋过渡带碳循环响应气候变暖提供新见解。

　　

在全球碳循环拼图中，边缘海如同神秘的"蓝色碳库"，承担着90%的海洋沉积有机碳埋藏任务。其中孟加拉湾(BoB)以其异常高的碳埋藏速率闻名，却存在令人费解的空间异质性——东南部海域既远离河流输入又受深海洋流强烈影响，其碳埋藏机制成为学界争议焦点。传统观点认为季风驱动的陆源输入主导碳循环，但最新研究发现这里海洋源有机碳占主导，暗示着更复杂的调控网络。更棘手的是，随着全球变暖加剧海洋缺氧，准确预测这类过渡带海域的碳汇能力变得尤为迫切。

为解开这个谜团，自然资源部第一海洋研究所（First Institute of Oceanography, MNR）的研究团队选取孟加拉湾东南部3427米水深的BoB-79岩芯，展开了一场跨越2万年的"碳踪迹侦探"。他们通过重建末次盛冰期(LGM)以来的有机碳埋藏历史，首次揭示季风与深海洋流如何像"双螺旋齿轮"般协同驱动碳循环，相关成果发表在古气候学权威期刊《Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology》上。

研究采用多指标联合作战策略：总有机碳含量(TOC)和δ¹³C_org同位素追踪碳源与埋藏量；自生相钕同位素(εNd)重建底层水团演变；生物钡(Ba)和铀(U)含量分别指示生产力和氧化还原条件。配合已有的AMS¹⁴C年代框架和沉积速率数据，构建起分辨率达百年级别的环境演变序列。

【有机参数】部分显示：LGM时期TOC含量达0.75%（全新世仅0.21%），δ¹³C_org稳定在-21.5‰左右，证实海洋藻类贡献超85%。碳埋藏速率呈现"LGM峰值（200 mg cm^?2 kyr^?1）→冰消期下降→全新世低谷（27 mg cm^?2 kyr^?1）"的三段式变化，与北半球夏季太阳辐射曲线呈镜像对称。

【有机质来源】章节通过δ¹³C_org-TOC/TN双指标排除了成岩作用干扰，确认研究区碳埋藏主要受控于海洋生产力而非陆源输入。εNd值(-8.5至-10.5)的演变揭示关键机制：LGM期弱季风增强垂直混合，促进营养盐上涌；同时受限的深水通风形成缺氧环境，如同给沉积有机碳盖上"保鲜膜"。

研究最终提出革命性的"混合-氧化"机制：季风强度如同"碳生产开关"，通过调控垂直混合强度影响初级生产力；而深海洋流入侵则扮演"碳保存调节阀"，其带来的溶解氧浓度变化直接决定有机质降解效率。这一发现不仅解释了孟加拉湾东南部碳埋藏的空间特异性，更揭示边缘海-大洋过渡带存在独特的碳循环调控模式。

这项研究的意义犹如拼上全球碳循环模型的关键拼图：首先证实深海过程在低纬度碳汇中的主导作用，修正了传统季风主导论；其次建立的定量关系模型，为预测全球变暖背景下海洋缺氧区的碳汇演变提供科学依据。正如作者Jingrui Li在结论中指出，未来需要重点关注印度洋深水环流重组与季风变异性的耦合效应，这可能是破解"冰期CO₂之谜"的新钥匙。