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光明日報北京6月18日電（記者齊芳）由我國科學家領(lǐng)銜的一項研究發(fā)現(xiàn)，亞洲粉塵的二價鐵含量對太平洋地區(qū)的浮游植物生長更為關(guān)鍵，而青藏高原冰川侵蝕過程可能是亞洲粉塵鐵化學形態(tài)變化的關(guān)鍵因素。這項研究為深入理解“亞洲粉塵鐵輸入增加、海洋生物固碳作用增強、大氣二氧化碳降低、全球氣候變冷”這一碳循環(huán)正反饋機制提供了直接證據(jù)。這項研究由中科院青藏高原所新生代環(huán)境團隊昝金波和方小敏研究員聯(lián)合國外科學家共同完成，發(fā)表在日前出版的國際學術(shù)期刊《美國科學院院刊》上。

該文章的第一和共同通訊作者昝金波介紹，地球生態(tài)系統(tǒng)海洋的營養(yǎng)物質(zhì)通過河流和粉塵補充，大陸粉塵攜帶的鐵元素在風力搬運作用下進入海洋，引起浮游生物增加，并消耗大量的二氧化碳，緩解溫室效應(yīng)的危害，稱之為粉塵的“鐵肥料效應(yīng)”。已有觀測表明，亞洲內(nèi)陸大氣粉塵中鐵元素等營養(yǎng)物質(zhì)通過高空西風環(huán)流傳輸?shù)轿鞅碧窖蟮貐^(qū)，促進了浮游植物的繁盛。那么，地質(zhì)歷史時期，亞洲內(nèi)陸粉塵是否同樣可以通過“鐵肥料效應(yīng)”強化北太平洋生物固碳作用，并對全球氣候環(huán)境產(chǎn)生重大影響？

為此，研究團隊自2006年起開始尋找亞洲內(nèi)陸粉塵長時間尺度記錄——在塔里木盆地南緣、西昆侖山北坡，團隊發(fā)現(xiàn)了迄今為止亞洲內(nèi)陸厚度最大、沉積速率最高的黃土古粉塵堆積——沉積厚度達671米，起始年齡約為360萬年。衛(wèi)星觀測以及地球化學追蹤物質(zhì)來源均證實，塔里木粉塵是北太平洋海洋沉積物鐵等營養(yǎng)元素的主要來源。

由此，團隊重建了亞洲內(nèi)陸粉塵360萬年以來，鐵化學形態(tài)組成和含量變化歷史。通過分析黃土古粉塵序列樣品以及小于5微米黃土顆粒組分的鐵氧化物種類和含量，研究團隊發(fā)現(xiàn)，約距今80萬年前的中更新世開始，隨著全球變冷以及北半球中高緯地區(qū)山地冰川的急劇增加，青藏高原的冰川侵蝕作用顯著增強，導(dǎo)致塔里木粉塵鐵氧化物突然從赤鐵礦轉(zhuǎn)變?yōu)榇盆F礦，同時，鐵元素總含量和高生物活性的二價鐵含量急劇增加。

研究團隊進一步計算表明，中更新世氣候轉(zhuǎn)型期之后，亞洲內(nèi)陸干旱區(qū)輸送至北太平洋的鐵元素總含量以及二價鐵通量分別增加了約70%和約120%，極大促進了北太平洋生物物質(zhì)的繁盛，并可能改變了浮游植物種群結(jié)構(gòu)，大量消耗了大氣中二氧化碳，造成全球氣候進一步變冷。

《光明日報》（ 2023年06月19日?08版）

來源：光明網(wǎng)-《光明日報》

作者：齊芳

責任編輯：馮崢

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