崂山实验室大洋碳循环科研团队在碳循环和气候变化领域取得重要突破！

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近日，崂山实验室大洋碳循环科研团队在碳循环和气候变化领域取得重要突破。相关成果以“Enhanced deep Southern Ocean stratification during the lukewarm interglacials”（《温暖间冰期南大洋深海层化增强》）为题，在线发表于Nature Communications（《自然·通讯》）期刊。

南极冰芯记录显示，大约40万年前的中布容事件（Mid-Brunhes Event，MBE）之前，间冰期气温比最近几次间冰期低约4℃，大气二氧化碳（CO2）浓度也低约40 ppm。这一现象提示，自然过程可能为未来降低大气CO2提供潜在途径，但其成因长期不明。多数研究认为，该时期较低的大气CO2浓度与南大洋深海环流和碳储存变化密切相关。然而，由于南大洋沉积物普遍缺乏碳酸盐，难以建立可靠的年代框架，长期缺乏证据支撑。

图1 二维激光剥蚀–多接收等离子体质谱联用技术分析铁锰结壳元素和同位素组成

本研究团队开发了一项全新的二维激光剥蚀–多接收等离子体质谱联用技术（2D-LA-ICPMS）（图1），成功从南大洋铁锰结壳中提取出跨越MBE前后的海水铅同位素记录。结果显示，MBE前后的间冰期南大洋深海铅同位素组成存在显著差异，表明MBE之前间冰期南大洋深海层化显著增强，有利于抑制深海向大气的碳释放（图2）。这一发现为解释“低CO2间冰期”提供了新的关键证据，进一步凸显了南大洋在全球碳循环与气候调节中的核心作用。

图2 MBE前后间冰期南大洋深海储碳变化示意图

此外，铁锰结壳是稀土、钴等重要金属矿产资源。本研究开发的2D-LA-ICPMS技术为获取铁锰结壳中轨道尺度的海水同位素组成记录提供了新途径，同时为解析其成矿过程和时间演化特征提供了更高分辨率的分析手段。该研究不仅为深入理解气候变化与深海碳循环的关系提供了新的科学证据，也为崂山实验室在气候变化与深海矿产研究方向的发展贡献了创新性的技术方法和重要的科学支撑。研究工作得到山东省泰山学者青年项目和国家自然科学基金项目等的大力支持。

相关论文:

Huang, H., Fietzke, J., Gutjahr, M., Frank, M., Kuhn, G., Zhang, X., Hillenbrand, C.-D., Li, D., Hu, J., & Yu, J. (2025). Enhanced deep Southern Ocean stratification during the lukewarm interglacials. Nature Communications.

• 信息来源：崂山实验室。

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