近日，南方科技大学海洋科学与工程系姚炜琪副教授团队在海洋生物碳泵对气候变化的响应研究中取得重要进展，为研究晚中新世生物勃发事件提供新视角。研究成果以“A Marine Barite Perspective of the Late Miocene Biogenic Bloom in the Equatorial Indian Ocean and Equatorial Western Atlantic Ocean”为题，发表在地球科学领域的自然指数（Nature Index）期刊 Geophysical Research Letters 上。

海洋生物碳泵在将大气中过量的二氧化碳输送至海洋内部和海底沉积物的过程中扮演着至关重要的角色，是海洋生态系统通过碳循环调节地球环境变化的关键机制。研究海洋生物碳泵的地质演化，不仅为探索宜居地球的形成机制提供了重要线索，还能帮助人们更全面地理解和预测未来地球的发展趋势。

图1 研究站点的海洋学示意图

晚中新世（约11.6至5.33百万年前）是大气二氧化碳浓度与现代水平接近的重要地质时期，为研究全球变化提供了理想的时间窗口。晚中新世生物勃发事件（LMBB）以海洋沉积物中生物成分的显著增加为特征。前人的研究主要利用碳酸钙和生物硅的累积速率来重建生产力的变化情况，这两个指标的保存容易受到海洋环境变化的影响，因此，目前对 LMBB 的发生时间、空间分布及其成因的理解仍然有限。

图2 两种利用生物钡重建生产力的指标结果对比和海洋重晶石晶体示意图

本研究提出利用海洋重晶石（BaSO₄，与输出生产力相关的自生矿物，具有低溶解度的特性）作为生产力指标，结合其他生产力指标对大洋钻探计划站点 ODP Site 758 和 Site 926 进行多指标联合分析，重建12至5百万年前赤道印度洋和赤道西大西洋的生产力变化。多指标记录显示，赤道印度洋的 LMBB 始于约9百万年前，与全球变冷期间更剧烈的上升流过程密切相关。

图3 晚中新世多指标重建记录

同时，全球海洋古温度记录的汇编结果表明经向温度梯度的增加和南极冰盖的扩张加强了海洋翻转，促进了上升流区域营养物质的供应，进而促使生产力的增加。

本研究为理解晚中新世生物勃发事件提供了全新视角，进一步深化了对海洋生物碳泵在地质时间尺度上如何响应气候变化的认识。这不仅为当前应对全球气候变化提供了重要参考，也为未来重建海洋生产力和碳循环提供了创新方法。

南科大海洋科学与工程系2023级硕士研究生吴欣莹、前博士后胡玥为论文共同第一作者，课题组前博士后南景博为本研究做出重要贡献，姚炜琪为论文通讯作者，南方科技大学为论文第一单位。该项目得到了国家自然科学基金、科技部重点研发计划专项青年科学家项目、广东省自然科学基金、深圳市高等院校稳定支持计划、南方科技大学教学质量与教学改革工程建设项目的支持。

论文链接：https://doi.org/10.1029/2024GL111748

供稿：海洋科学与工程系

通讯员：颜莎

主图：丘妍

编辑：曾昱雯