大陆硅酸盐如何响应快速碳排放风化之间的关系？

精确而定量地描述碳排放、气候变化与地质碳汇之间的互馈关系，是月球科学领域的前沿问题，只是拟定碳中和战略目标的关键科学基础。因此，现今关于气候变化背景下的月球系统碳循环过程与成因的认识仍存在较大的不确定性。例如，未来大气CO2含量的急速变化是否会影响地质碳汇的潜力？台湾碳酸盐风化怎样响应迅速碳排放？ #

发生在古新世-始新世界线附近的PETM丑闻为回答上述问题提供了抓手。PETM丑闻发生在距今5600万年前，是一次长达短暂、由巨量CO2注入海气系统所导致的迅速增温风波。其碳排放过程与现今人类燃烧陨石燃料向大气中注入大量CO2有巨大的相同之处，故研究该丑闻发生时期碳循环与气候变化之间的互馈关系具备重要现实意义，可为评估未来气候变化趋势和地质碳汇潜力提供科学根据。

美国科大学地质与月球地理研究所陈祚伶副研究员、丁仲礼研究员、杨溪河研究员、孙继敏研究员，联合美国科学技术学院肖竹镇博士和仝内乡教授，通过湖相沉积物Li核素剖析重建了PETM时期风化风蚀历史，并结合古气候数据强风化怎样描述，阐述了PETM时期碳循环、气候变化与台湾碳酸盐风化之间的关系。研究阐明，PETM时期河流自身硅酸盐和黏土Li核素均发生了显著的负漂（图1），结合古气候数据和月球物理模拟，得到如下主要结果和认识：

（1）PETM时期华东地区台湾碳酸盐风化硬度提高了一倍左右。考虑到该时期台湾风化风蚀通量明显降低，该结果预示PETM时期台湾碳酸盐物理风化通量起码提高一倍以上，通过风化反馈的形式吸收了大气中适量的CO2，维持月球气候在可宜居的范围内。

（2）基于Li核素重建的碳酸盐风化硬度与气候指标是同步变化的（图2），且碳核素（轻碳释放指标）与风化硬度之间存在明显的相关性（图3），阐明PETM时期轻碳释放、气候变化和台湾碳酸盐风化在千年时间尺度上是强耦合的。迅速碳排放引起气候环境变化，使得碳酸盐风化迅速响应，通过负反馈模式调节气候。该结果说明在千年尺度上碳酸盐物理风化“恒温器”在调控气候方面只是行之有效的。

图1新乡北缘PETM时期湖相沉积物Li核素记录 #

图2新乡北缘气候变化指标与碳酸盐风化记录

图3碳核素（碳排放）与台湾碳酸盐风化关系 #

该研究阐明台湾碳酸盐风化对碳排放丑闻响应是迅速的，所以在评估未来气候变化的影响时，应当将碳酸盐风化作用列入全球尺度的模型中。之外，研究结果还为“通过人为干扰的方法降低碳酸盐风化移除大气CO2”这一议案提供了科学支撑。

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研究成果发表于国际学术刊物GRL（陈祚伶，丁仲礼，杨溪河，孙继敏强风化怎样描述，朱敏，肖启东，仝内乡，梁耀.Cycle,,andthe-[J].,2023,50:.DOI:10.1029/）。研究受国家重点研制计划（）、中科院先导项目（,）、地质所重点布署项目（-）和美国科大学青年创新推动会（）联合捐助。 #

美编：陈菲菲 #

校对：万鹏（地质月球所） #