地大在白垩纪极热事件期间古环境演化方面取得研究进展学术资讯

在国家自然科学基金项目（批准号：41888101、41672104）资助下，中国地质大学（北京）陈曦副研究员与合作者在白垩纪极热事件期间古环境演化方面取得研究进展。相关成果以“白垩纪大洋缺氧事件2期间环境演化的锌同位素证据（Zinc isotope evidence for paleoenvironmental changes during Cretaceous Oceanic Anoxic Event 2）”为题，于2020年11月25日在《地质学》（Geology）上在线发表。

白垩纪（距今1.45亿年至6600万年期间）海洋-气候系统的重要特征是，在整体呈温室条件的背景下发生了几次极端高温和海洋缺氧事件，称为大洋缺氧事件（Oceanic Anoxic Events，OAEs）或极热事件（Hyperthermal Events）。9400万年前发生的大洋缺氧事件2（OAE2）是其中的典型代表。每次事件的延续时间不足一百万年，此后地球系统恢复到背景状态。海洋初级生产力提高和大陆风化强度增加而造成大气中CO2消耗，被认为是极热事件结束的原因。

Zn同位素在风化强度和生物生产力等古环境演化方面有良好的示踪作用，研究表明硅酸盐风化输入的Zn同位素值显著低于海水值，风化输入增加将导致海洋中的δ66Zn值降低。而海洋生物摄取，造成的Zn同位素分馏将会导致海水δ66Zn值升高。

该团队研究了发育于西藏南部的OAE2时期浅海碳酸盐Zn同位素演化过程，获得如下主要认识：OAE2事件前，δ66Zn值在1‰左右，与现代碳酸盐值相近。事件起始时，δ66Zn值亦开始快速负漂，在约20万年后达到最小值0.2‰。此后，δ66Zn值逐步上升，至事件结束时恢复背景值。上述结果揭示出，在OAE2事件初期，大陆或海洋硅酸盐风化强度快速提升，向海水中输入了大量轻的Zn。尽管此时海洋初级生产力快速提升，但当时海水δ66Zn值主要受硅酸盐风化影响。此后，风化强度逐渐减弱，海水中的δ66Zn值得以恢复，且由于先期风化输入的营养元素继续刺激海洋表层生产力，亦会导致海水中δ66Zn值上升。研究结果暗示了在事件后期生产力维持较高水平，进一步消耗大气中的CO2直至事件结束。

该项研究可增进古气候学界对极热事件期间地球系统负反馈过程的认识，对于理解温室条件下地球系统的运行机制具有重要意义。