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上海交大海洋学院崔行骞在Science Advances发表峡湾有机碳循环研究成果

近日,上海交通大学海洋学院长聘教轨副教授崔行骞在 Science杂志子刊Science Advances上,以第一兼通讯作者发表了题为“Global fjords as transitory reservoirs of labile organic carbon modulated by organo-mineral interactions”的研究论文。该论文由上海交通大学与麦吉尔大学、佛罗里达大学、宾夕法尼亚大学以及南佛罗里达大学等单位合作完成,上海交通大学为本成果第一和通讯单位。

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图1. 本研究中峡湾沉积物采样点及前人研究采样点

沉积盆地中有机碳的埋藏和降解是调控全球碳循环的两个重要耦合因素。前人已针对沉积有机碳的埋藏开展了诸多工作,取得了丰硕的成果,但目前关于有机碳降解的认识仍较为缺乏。基于有机碳循环框架,有机碳埋藏的热点区域在长时间尺度同样是有机碳降解的热点区域。峡湾河口是现代海洋中有机碳埋藏的热点区域,因此峡湾中沉积有机碳的活性及其未来的降解趋势成为有待研究的关键科学问题。

本研究以全球25个峡湾的33个表层沉积物样品为研究对象,利用热裂解/氧化-14C分析技术,探究了峡湾沉积有机碳热化学降解的相对活化能,计算了不同热化学活性的有机碳相对占比。研究结果表明,峡湾沉积有机碳中活性组分的占比远高于全球海洋沉积有机碳平均值,而该现象主要受控于峡湾中沉积有机碳的物源和有机质-矿物结合状态两个因素。

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图2. 峡湾沉积物和全球海洋沉积物有机碳热裂解活化能分布图

基于峡湾沉积有机碳活性较高的发现,并进一步借助沉积有机碳矿物负载模型,计算得知峡湾中可降解有机碳占峡湾沉积有机碳总量的61±16%。由于峡湾在形成机制上的特殊性,该部分有机碳很可能在冰期冰川运移时再次暴露,经历生物再矿化,并以CO2的形式释放回大气中。因此,峡湾特殊的碳循环模式构成冰期-间冰期尺度有效的气候负反馈机制,从而在减缓冰期-间冰期大气CO2的波动方面发挥重要的作用。

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崔行骞,2011年本科毕业于中国海洋大学地质学专业,2016年在美国佛罗里达大学获得地质学博士学位,2017-2019年在麻省理工学院从事博士后工作,2020年初加入上海交通大学海洋学院,目前任长聘教轨副教授。研究方向主要为海洋有机地球化学和地质生物学,目前以第一或通讯作者在PNAS, Science Advances等国际权威期刊发表SCI论文13篇。

论文链接https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.add0610

谢安琪
海洋学院