地球气候地质调节的不稳定性：有机碳埋藏与磷循环反馈驱动冰期旋回新机制

本研究揭示了地球气候调节中一个颠覆性机制：传统认为的硅酸盐风化负反馈（CO2 thermostat）可能被有机碳埋藏正反馈超越。Hülse和Ridgwell通过全球碳循环模型发现，高温引发的海洋缺氧环境通过磷（P）的高效再生机制，驱动有机碳大量埋藏，最终导致气候过度冷却（overcooling），这为解释新元古代"雪球地球"事件提供了关键理论框架。

　　

地质尺度气候调节的核心谜题在于：为何地球的碳循环（carbon cycle）有时会失控导致极端冰期？传统理论强调硅酸盐风化（silicate weathering）的负反馈调节作用——大气CO₂浓度升高会加速岩石风化，从而消耗CO₂实现气候稳定。但新研究发现，当涉及有机碳（organic carbon）埋藏时，这套机制可能出现惊人逆转。

当模型模拟大规模CO₂释放事件时，初始升温会增强陆地风化作用，向海洋输送更多磷（P）等营养盐。温暖海洋中浮游生物繁盛，但随之而来的有机物分解耗竭溶解氧（O₂），导致海底缺氧（anoxia）范围扩大。在缺氧环境中，沉积物里的磷会被高效再生释放（而非随碳埋藏），形成"磷-生产力"正反馈：更多磷刺激更多光合作用，产生更多有机质，进一步加剧缺氧。

这种自我强化的循环使得大气CO₂以超预期速度下降。当CO₂跌破初始值时，富营养化（eutrophic）状态仍在持续，最终引发气候过度冷却（overcooling）——模型显示在最极端情境下（大气氧浓度为现代60%时），降温幅度可超过6°C，比末次盛冰期（Last Glacial Maximum）的温差更剧烈。

该机制在中等氧化状态的海域表现最强，这恰好与元古代（Precambrian）大氧化事件后的环境条件吻合，为解释该时期多次"雪球地球"（snowball Earth）事件提供了因果链条。研究首次揭示微生物主导的有机碳循环（organic carbon burial）不仅能修复气候扰动，更可能成为气候不稳定的根源，这对理解地外生命系统的长期宜居性具有启示意义。