华北地块有机质富集动态：对晚古生代冰期消融期间碳循环扰动的影响

《Geoscience Frontiers》：Organic matter enrichment dynamics in North China Block: Implications for carbon cycle perturbations during the late Paleozoic Ice Age deglaciation

　　

摘要

晚古生代冰期结束过程中的碳循环反馈机制目前仍不明确，尤其是区域碳汇向碳源转变的作用机制。华北地块在晚古生代曾是重要的碳汇，但在萨克马里安期至阿尔廷斯克期期间，随着全球冰川消融，其碳封存能力急剧下降。然而，导致这一区域变化的驱动因素及其对晚古生代冰期结束的贡献仍不清晰。为了解决这一问题，研究人员对河北省大城煤田的泥岩进行了岩石学、沉积学和地球化学综合研究，建立了从沿海平原到冲积平原过渡区的有机质富集模型。研究结果表明，萨克马里安期的沿海平原泥岩形成于温暖湿润的环境中，养分供应充足，水体呈亚氧至厌氧状态，因此有机质含量较高。而阿尔廷斯克期的冲积平原沉积物则受到气候干旱化、养分输入减少以及亚氧环境的影响，有机质含量显著降低，这表明古气候是控制有机质含量的主要因素。通过分析华北地块的钻孔数据，研究人员量化了有机碳的埋藏量，发现从萨克马里安期的4053.5 Gt C（1185.2 Gt C/百万年）降至阿尔廷斯克期的1876.2 Gt C（275.9 Gt C/百万年），也就是说，从萨克马里安期到阿尔廷斯克期，有机碳的埋藏量减少了2177.3 Gt C。研究人员认为，华北地块碳埋藏量的大规模下降构成了强烈的正反馈效应，加剧了阿尔廷斯克早期的升温现象。因此，晚古生代冰期的结束是由多种过程共同作用的结果，华北地块碳汇的崩溃加上全球火山活动排放以及风化作用的减弱，共同使得气候系统突破了临界点，从而结束了地球上持续时间最长的显生宙冰室时期。

李亚楠|方娇|王帅|叶兆瑞|李雄雄