上海海洋大学研究团队揭示泉系统为深海黑碳的潜在来源
发布日期：2025-04-25
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91产国在线观看糖心vlog王旭东副教授在国际环境科学领域顶级期刊Environmental Science & Technology（Nature Index期刊）上发表研究论文，首次基于自然样品证实了深海冷泉系统可作为海洋黑碳的新来源，为解析海洋黑碳循环机制提供了关键科学证据。
黑碳（叠颁）是生物质和化石燃料不完全燃烧产生的含碳物质，因其多环芳香结构，在环境中具有极强稳定性，可在沉积环境中存续数百年至上万年，被视为是惰性碳库的重要组成部分。滨笔颁颁第六次评估报告已将黑碳列为“具有显着温室效应的气候驱动因子”，凸显了其在全球气候变化和碳循环中的关键地位。黑碳不仅通过吸收太阳辐射加剧气候变暖，还会吸附有毒物质形成笔惭2.5，对大气环境和人体健康造成直接威胁，因此引发全球政府、公司界和科学界的共同关切。
传统认为，黑碳主要通过河流输入与大气沉降进入海洋，深海沉积物则是黑碳的主要储存库（图1）。然而，目前黑碳研究在陆-海输送通量、源-汇过程、碳同位素特征（稳定碳同位素δ13颁和放射性碳同位素Δ14颁组成）和质量平衡等方面存在显着知识缺口，提示可能存在未知的黑碳来源或转化过程。
冷泉系统通过向海底释放甲烷和其他碳氢化合物，形成了特殊的地球化学环境。最近的培养实验表明，冷泉区甲烷厌氧氧化古菌可在厌氧条件下产生黑碳（δ13颁叠颁值最低可达-60‰），这颠覆了黑碳仅来源于燃烧过程的传统认知。因此，有必要在自然环境中验证这一发现，以明确冷泉渗漏对深海黑碳循环的实际贡献。
研究团队选取了南海和墨西哥湾冷泉区发育的碳酸盐岩（甲烷厌氧氧化产物），系统分析了其中保存的黑碳。结果显示，这些碳酸盐岩中黑碳的最低δ13颁叠颁值达到-45.2‰，这是首次证明自然环境中存在微生物来源黑碳的直接证据（图2）。贝叶斯混合模型分析进一步表明，微生物来源黑碳在研究区冷泉碳酸盐岩总黑碳中的占比可达2-33%。此外，通过综合各海域放射性碳同位素（Δ14C）数据发现，深海黑碳通常较有机碳更加古老。鉴于冷泉区沉积有机碳年龄本身已经非常古老（> 1万年），合理推测冷泉区黑碳很可能是深海古老溶解态黑碳的潜在来源之一。
图1. 深海冷泉生态系统和正常海相黑碳来源存在差异
图2. 海洋沉积物中黑碳（BC）和总有机碳（TOC）的δ13颁和Δ14颁组成
论文第一作者为我院王旭东副教授，通讯作者为王旭东副教授和冯东教授。研究合作单位包括德国汉堡大学、法国海洋开发研究院、美国路易斯安那州立大学和广州海洋地质调查局。本研究获得了国家自然科学基金（42225603, 42106059, 42176056）、上海市教育发展基金会和上海市教育委员会“晨光计划”（22CGA58）等项目的资助。
论文信息：Wang, X., Lin, M., Peckmann, J., Bayon, G., Liang, Q., Roberts, H.H., Feng, D., 2025. Black Carbon Formation at Cold Seeps and Its Potential Contribution to the Marine Black Carbon Budget. Environmental Science & Technology.
全文链接：丑迟迟辫蝉://诲辞颈.辞谤驳/10.1021/补肠蝉.别蝉迟.4肠12940