5600万年前北极海洋“变身”：硫酸盐减少致甲烷“快燃”增排二氧化碳

国际顶级期刊《自然·地球科学》最新发表了由中国科学家领衔的重要研究成果。这项由中国科学院广州地球化学研究所主导的研究，携手国际科研力量，通过对古代海洋化学环境的系统研究，首次揭示了5600万年前古新世—始新世极热事件（PETM）期间海洋硫酸盐浓度骤降对地球碳循环产生的深远影响。 研究团队历经数年潜心攻关，发现PETM时期的北极海域硫酸盐浓度异常偏低，仅相当于现代海洋的三分之一。项目首席科学家指出，这种独特的化学环境使原本主导甲烷厌氧分解的微生物群落发生了根本改变。特别值得注意的是，当硫酸盐极度匮乏时，一类需氧细菌开始接管甲烷氧化过程，这种特殊的代谢方式不仅大量消耗海水溶氧，还会快速释放二氧化碳。与现代海洋环境形成鲜明对比的是：当前约90%的甲烷通过厌氧途径分解，这一过程会产生碱性物质，能够中和海洋酸性物质。 研究团队创新性地利用海洋浮游植物分子化石重建技术，首次精确测定了PETM恢复期北极海域的二氧化碳浓度变化曲线。检测数据表明，该区域的二氧化碳浓度比全球平均值高出200-700ppm，这一发现证实了北极海域从传统的碳吸收区转变为显著碳排放区的重大转变。参与研究的国际专家解释，海水盐度降低与硫酸盐不足的共同作用，推动了甲烷的需氧分解模式，这种特殊的碳释放机制彻底重塑了北极在地球碳循环中的关键角色。 此项突破性研究为我们理解地质历史时期极端气候事件中的碳循环异常提供了全新视角。研究结果表明，PETM时期的北极海域特殊化学环境每年可能释放数亿吨碳进入大气系统，这种此前未被充分认识的碳排放路径很可能是加剧当时全球极端温室效应的关键因素。该成果不仅填补了古气候研究领域的重要空白，更为预测现代气候变化提供了宝贵的历史参照。