王健等–Geology:歐亞大陸碰撞期間的碳循環(huán)過程
地球內(nèi)部和表層系統(tǒng)是一個緊密相連的整體,地球內(nèi)部和表層的物質(zhì)循環(huán)深刻影響了地球各圈層的物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)和動力學(xué)過程,還形成了人類賴以生存的資源能源,同時對地球宜居性有著決定性的作用。
歐亞大陸碰撞、青藏高原隆升是新生代以來最顯著的地質(zhì)構(gòu)造事件,對全球氣候變化有著至關(guān)重要的影響。青藏高原上有廣泛的新生代火山活動,這些火山噴發(fā)釋放的大量二氧化碳(CO2)可能是驅(qū)動全球氣候變化的關(guān)鍵因素。然而,歐亞大陸碰撞期間的深部碳循環(huán)過程如何影響火山活動的CO2排放通量,仍有待進一步研究。
近日,中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所博士后王健在唐功建研究員和王強研究員的指導(dǎo)下,對青藏高原西昆侖地區(qū)的新生代超鉀質(zhì)火山巖及其所攜帶的地幔包體進行了系統(tǒng)研究。研究發(fā)現(xiàn),該區(qū)域地幔包體中含有大量的原生碳酸鹽礦物(如方解石和白云石)及CO2氣泡,證明青藏高原巖石圈地幔極其富碳。結(jié)合該區(qū)域火山巖的Mg?Zn?Mo同位素組成及地球物理資料,確認這些富碳成分可能直接來自俯沖再循環(huán)的印度大陸地殼。
研究認為,在長期的歐亞大陸碰撞中,持續(xù)俯沖的印度大陸板塊將大量富含碳的沉積物引入到青藏高原的巖石圈地幔中,通過交代反應(yīng)將碳酸鹽礦物轉(zhuǎn)變成CO2,并最終影響火山活動的CO2排放通量(圖1)。該研究揭示了歐亞碰撞過程中重要的碳循環(huán)機制,對于理解地球深部與表層的物質(zhì)循環(huán)及其與氣候變化之間的關(guān)聯(lián)有重要啟示。
上述研究得到了國家自然科學(xué)基金青年基金項目(42203017)和青藏高原第二次科考(2019QZKK0702)等的資助,相關(guān)成果發(fā)表在國際知名地球科學(xué)期刊《Geology》上。

圖1:歐亞碰撞中的碳循環(huán)過程及估算的碳循環(huán)通量
論文信息:
Wang, J (王健), Sebastian Tappe, Wang, Q (王強), Li, J (李杰), Zou, Z.-Q (鄒宗琪), Tang, G.-J* (唐功建). 2024. Carbon cycling during the India-Asia collision revealed by δ26Mg–δ66Zn–δ98Mo evidence from ultrapotassic volcanoes in NW Tibet: Geology, https://doi.org/10.1130/G52267.1.
論文鏈接:https://doi.org/10.1130/G52267.1

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