来源：加州大学圣克鲁斯分校                                    发布时间：2021年3月25

锶同位素的新分析揭示了全球碳循环如何通过地质时期响应气候和海平面的变化揭示了全球碳循环是如何在地质时期对气候和海平面的变化做出反应的

一项对海洋沉积物中锶同位素的新分析使科学家能够重建与过去3500万年气候条件变化相关的海洋化学波动。

这项研究结果发表在3月26日的《 Science 》杂志上，为全球碳循环的内部运作提供了新的见解，特别是碳通过碳酸盐的沉积从环境中去除的过程。

锶和钙非常相似，因此它会被吸收到海洋生物的碳酸钙外壳中。这项成果研究了锶不同同位素的比率，包括放射性同位素(由放射性衰变产生)和稳定同位素，它们补充了地球化学过程的相关信息。结果发现，在过去的3500万年里，海洋中锶的稳定同位素比率发生了很大的变化，到今天为止仍在变化，这意味着海水中锶浓度的变化很大。

海水中锶的成分会随着碳酸盐沉积的方式和位置而变化，这受海平面和气候变化的双重影响。

本研究中分析的锶同位素比率波动反映了全球地质过程平衡变化的综合效应，包括陆地岩石风化、热液活动以及深海和浅海、近岸海洋环境中碳酸盐沉积物的形成。

碳酸盐沉积

开阔海洋中的碳酸盐沉积来自于海洋浮游生物，如颗石藻和有孔虫，它们的外壳由碳酸钙矿物方解石构成。在大陆架的浅水区，硬珊瑚更为丰富，它们的骨骼是由碳酸钙矿物-文石构成的，文石相比方解石含有更多的锶。

珊瑚骨骼形成时会从海水中去除锶，随着海平面的变化，珊瑚生长的大陆架或多或少都会暴露出来，当它们暴露在外时，锶会被释放到海洋中。从而影响海水的锶成分。

碳酸盐沉积也可以反馈到气候系统中，因为海洋从大气中吸收二氧化碳，而地质时间尺度上的碳酸盐沉积从气候系统中移除碳。无论是在长期还是在最近冰河期循环的反复起伏过程中，全球碳循环和大气二氧化碳与气候变化密切相关。

研究人员指出，现在可以从稳定的锶同位素中读取的新型信息，使他们能够密切关注全球碳循环的交换末端，即碳从环境中移除并沉积到海洋碳酸盐层中的时候。

这些发现打开了一扇新的窗户，让科研人员看到全球碳循环是如何在地质时期适应海平面和气候变化的。这些见解可指导科研人员研究应对当前的气候紧急情况，并减轻海洋酸化的最坏影响。

海洋重晶石

研究人员基于对从深海沉积物岩心中提取的海洋重晶石的分析，重建了海水中锶同位素变化的可靠而详细的记录。

这样的记录对于理解地球在地质时期是如何变化的至关重要，这项研究通过数学模型解释了其重要性。这样就可以重现过去气候条件不同时的变化，可以为深入了解这颗蓝色星球未来会如何变化提供见解。

原文链接： Changes in ocean chemistry show how sea level affects global carbon cycle

编译：刘群