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360万年来亚洲粉尘铁元素有何变化与影响?中外合作研究揭秘

发布时间:2023-06-08 22:19:58来源:
  360万年来,亚洲内陆粉尘中铁的形态和含量如何变更?给区域和全球环境带来什么影响?
塔里木沙尘传输至北太平洋的路径(阴影区)及西昆仑山黄土岩芯位置(五角星)。 中科院青藏高原所 供图
塔里木沙尘传输至北太平洋的路径(暗影区)及西昆仑山黄土岩芯位置(五角星)。 中科院青藏高原所 供图
青藏高原北部冰川侵蚀增强驱动亚洲沙尘铁(Fe)化学组成和太平洋生态系统转型。 中科院青藏高原所 供图
青藏高原北部冰川侵蚀加强驱动亚洲沙尘铁(Fe)化学组成和太平洋生态体系转型。 中科院青藏高原所 供图

  中国科学院青藏高原研讨所(中科院青藏高原所)团队引导中外同行最新完成的一项多年合作研讨发现,亚洲粉尘的二价铁含量对太平洋地域的浮游植物生长更为要害,也即亚洲粉尘“铁肥料效应”强化北太平洋生物固碳。同时,青藏高原冰川侵蚀进程可能是亚洲粉尘铁化学形态变更的要害因素。

  中科院青藏高原所8日向媒体宣布消息说,历经十余年连续努力,该所新生代环境团队昝金波和方小敏研讨员结合英国兰卡斯特大学Barbara A. Maher教授、东京大学Toshitsugu Yamazaki教授、临沂大学韩文霞教授等,重建出360万年以来亚洲内陆粉尘中铁的化学形态和含量变更历史,相干研讨结果论文近日在国际学术期刊《美国科学院院刊》(PNAS)发表,为深刻懂得“亚洲粉尘铁输入增添、海洋生物固碳作用加强、大气二氧化碳下降、全球气象变冷”这一碳循环正反馈机制供给了直接证据。

  论文第一作者和共同通信作者昝金波研讨员介绍说,地球生态体系中海洋的养分物资通过河流和粉尘弥补,大陆粉尘携带的铁元素在风力搬运作用下进入海洋,引起浮游生物增添,并耗费大批的二氧化碳,缓解温室效应的迫害,这一进程被称之为粉尘的“铁肥料效应”。已有观测表明,亚洲内陆大气粉尘中铁元素等养分物资通过高空西风环传播输到西北太平洋地域,增进了浮游植物的繁盛。

  不过,地质历史时代,亚洲内陆粉尘是否同样可以通过“铁肥料”效应强化北太平洋生物固碳作用?并对全球气象环境发生重大影响?这些问题长期以来颇受学界关注。

  为此,中科院青藏高原所新生代环境团队自2006年开始寻找、研讨亚洲内陆粉尘长时间尺度记载,他们在塔里木盆地南缘、西昆仑山北坡,发现迄今亚洲内陆厚度最大、沉积速率最高的黄土古粉尘堆积,其沉积厚度达671米,起始年纪约为360万年前。合作研讨团队通过卫星观测以及地球化学追踪物资起源均证实,塔里木粉尘是北太平洋海洋沉积物铁等养分元素的重要起源。

  在此基本上,该研讨团队重建了亚洲内陆粉尘360万年以来,铁化学形态组成和含量变更历史,并通过火析黄土古粉尘序列样品以及小于5微米黄土颗粒组分的铁氧化物种类和含量发现,从距今约80万年前的中更新世开始,随着全球变冷以及北半球中高纬地域山地冰川的急剧增添,青藏高原的冰川侵蚀作用明显加强,导致塔里木粉尘铁氧化物突然从赤铁矿改变为磁铁矿,同时,铁元素总含量和高生物活性的二价铁含量急剧增添。

  研讨团队进一步盘算表明,中更新世气象转型期之后,亚洲内陆干旱区输送至北太平洋的铁元素总含量以及二价铁通量,分离增添约70%和约120%,极大增进北太平洋生物物资的繁盛,并可能转变了浮游植物种群构造,大批耗费大气中二氧化碳,造成该历史地质时代全球气象进一步变冷。

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